大口径管道水平定向钻穿越施工技术

浦爱国

【摘要】近几年在城市的发展与建设中，燃气管道、供暖管道等施工规模不断的扩大，所以大口径管道的应用越来越广泛。水平定向钻穿越施工技术，在大口径管道施工中的应用力度逐渐的加大，为了更好的在大口径管道施工中，应用水平定向钻穿越施工技术，本文针对与大口径管道水平定向钻穿越施工技术的相关内容进行分析研究。

【关键词】大口径管道；水平定向钻；穿越施工技术

引言

水平定向钻穿越施工技术，近几年被广泛的应用到大口径管道工程施工中，其将传统定向钻井技术和公路打孔技术有效的结合在一起，在石油管道、燃气管道等施工中得到应用。本文针对大口径管道中水平定向钻穿越施工技术的特点、应用等相关的内容进行分析研究。

1、水平定向钻穿越施工技术的特点

水平定向钻穿越施工技术是当前管道工程、河流工程、铁路工程等施工中穿越障碍物的一种施工技术。水平定向钻穿越施工技术的施工条件的要求不高，而且其施工对地面环境产生的影响非常小，施工速度非常快，所以在各种工程施工中穿越障碍物中被广泛的应用。但是与其他施工技术相比，水平定向钻穿越施工技术，对施工设备、钻具等有较强的依赖性，在穿越施工中扩孔、管道回拖等存在不可见性，为此增加了施工风险[1]。

针对水平定向钻穿越施工技术的施工过程进行分析，其具有的施工特点主要有4点：

（1）水平定向钻穿越施工技术，可以在各种材质的管道工程施工中得到应用。

（2）水平定向钻穿越施工中，采用的穿越设备有较高的穿越精度，其自身所具有的导向系统可以促进施工中铺设方向和埋深的调整。水平定向钻穿越施工设备的管线弧形铺设距离较长，所以其可以满足各种管道施工设计要求的埋深，在施工中可以绕过障碍物。

（3）水平定向钻穿越施工技术，属于较为先进的管道铺设技术，在城市发展中的管道建设中被广泛的应用，而且施工不需要进行开挖和回填，施工效率高，不会对城市环境、交通、路面产生破坏，施工成本较低。

（4）在水平定向钻穿越施工中，不需要再开挖一个作业井或者是对河道进行开挖，所以其施工不会影响河道的通航，也不会对河道两旁的堤坝以及河床结构产生影响。水平定向钻穿越施工，对施工时间、季节不限制，同时因为施工周期较短，施工占地少，施工的安全性较高，所以可以在各种工程施工中被广泛的应用。

2、大口径管道水平定向钻穿越施工

大口径管道工程施工中，定向转穿越施工技术的应用，在施工前，需要先设计好要施工的钻孔的曲线，施工定向钻技术，钻出一个定向孔，定向孔钻机从障碍物的另一端出来后，对钻头、仪表等进行拆卸，然后按照所需的钻具的需求，选择合适的待铺设的管线直径大小以及要铺设的位置、合适的钻具等，实施反向扩孔[2]。综合大口径管道水平定向钻穿越施工工艺流程，可以将大口径管道的施工分为钻孔、扩孔、回拖管道。

第一，钻孔施工

在大口径管道水平定向钻穿越施工中，需要按照施工设计方案进行相关的操作施工。在使用定向钻孔机进行导向孔钻孔前，需要做好相关的施工前准备工作，对施工设计图、设计方案进行详细的分析、阅读、查阅，并充分的考虑分析大口径管道施工穿越的地理位置的条件，对施工地区的地质材料仔细的分析和阅读，为大口径管道的水平定向钻穿越施工的顺利进行提供保障。为了保证大口径管道钻孔穿越的障碍物的顺利进行，必要时可以从施工设计方案中，选择一个控制桩作为参考，进行水平定向钻穿越试验，测定需要穿越的长度、 出入点的位置、施工场地的布置等。

完成试验之后，参考大口径管道施工的设计方案以及施工图纸，对相关的数据进行测量，并设计施工中的相关参数，对水平定向钻穿越施工进行多方面的比较，设计出最佳的穿越障碍物的路线图。

在大口径管道的水平定向钻穿越施工中，需要控制穿越的曲线，在实际的钻孔穿越中，需要根据先前设计好的穿越曲线进行相关的操作以及穿越曲线的调整。在穿越施工中需要根据大口径管道水平定向钻穿越施工的地理条件，进行泥浆配比、水灰比等的调整[3]。泥浆配比在一定程度上，是依靠成分组成，有效的泥浆配比以及配方成分，可以减少在钻孔施工中对钻头产生的磨损以及其他的影响。在钻孔施工中，产生的碎屑可以回到工作坑中，对孔壁起到一定的稳定作用。在导向孔钻孔施工中，钻孔操作人员、指挥控制人员需要有效的配合，才可以完成钻孔穿越工作。两者一个负责对地层的地质软硬程度进行了解对钻头的钻孔钻进速度进行控制和调整，一个对钻孔方案进行制定、修改、纠正等，保证钻孔工作的有效进行。

第二，扩孔

大口径管道的水平定向钻穿越施工第二个施工环节为分级扩孔，又称为分级回扩，就是在钻头从钻孔中出来之后，使用扩孔钻具将先前钻的孔进行扩大，进使钻孔达到大口径管道水平定向钻穿越施工的要求。完成分级扩孔施工之后，需要保证钻孔附近不出现塌方等现象，分级扩孔是大口径管道水平定向钻穿越施工的中间环节，发挥着重要的作用，其施工需要根据施工场所的环境、地质条件、大口径管道的材质等相关的资料进行扩孔施工。

大口径管道的水平定向钻穿越施工中，管道的口径大，铺设距离长，所以扩孔施工的工序需要分级进行。而较多的分级扩孔级数，会增加扩孔中产生的扭矩，同时还会受到其他方面因素的影响，所以为了保证分级扩孔的顺利进行，以及扩孔的质量，需要加强这些方面的施工：首先，完成导向孔的钻井之后，进行逐级的扩孔施工，需要根据不同的地层需求，选择不同的扩孔器。其次，在分级扩孔中，前三级的扩孔施工，使用盘式扩孔器进行切屑式的扩孔施工，后三级的扩孔施工以及清孔，使用锥装通式扩孔器进行钻孔的挤扩。扩孔钻具组合的有效使用，可以降低扩孔中产生的扭力，使得扩孔顺利的完成。

第三，回拖管道

在大口径管道水平定向钻穿越施工中，回拖管道是最后的一个施工工序，进行管道回拖，主要是使用钻孔工具将成品管道回拖到已经完成扩孔施工的孔径中，则整个大口径管道的水平定向钻穿越施工完成。在进行大口径管道回拖的过程中，成品管道、旋转接头、扩孔器需要相互的连接，在钻杆的回拖拉入作用喜爱，使得钻孔的孔径扩大，管道回拖工序是整个大口径管道施工中的最后一道施工工序，同时也是施工的重点，在管道回拖中需要将回拖产生的阻力减小[4]。

大口径管道的回拖，因为管道自身的重量等特点，在回拖的过程中会产生较大的摩擦力，为了降低摩擦力以及回拖阻力，可以将大口径管道通过发送沟贮水漂管完成大口径管道的回拖，在降低会脱阻力的同时，减少对管道的磨损。在管道回拖中，为了降低阻力减少磨损，可以在管道上涂抹润滑剂等。

小结

在社会经济发展的过程中，管道工程施工不断的进行，并且的施工技术的支持下，水平定向钻穿越施工技术已经发展成熟。随着管道工程施工的不断的进行和施工规模的增加，大口径管道施工逐渐的增多，而大口径管道水平定向钻穿越施工也逐渐的发展起来，在其施工中对施工场地条件、大口径管道的材质、钻孔器具等有較高的要求，为了保证施工质量和施工的顺利进行，需要加强各方面的监督和控制。

参考文献

[1]金勇. 大口径管道水平定向钻穿越施工技术[J]. 中国科技信息，2014（01）：62-63.

[2]解滨. 论大口径管道水平定向钻穿越施工技术[J]. 安徽建筑，2009（03）：69-70.

[3]李骁晔，李树雷. 浅谈水平定向钻在大口径管道穿越水阳江工程中的应用[J]. 石油规划设计，2010（05）：27-30+50.

[4]帖为民. 水平定向钻穿越技术应用[J]. 河南科技，2010（01）：49.