燃气管道非开挖水平定向钻施工工艺及管理

章祥东

摘  要：在燃气管道施工中使用非开挖水平定向钻的工艺流程，帮助企业实现了安全、高效的生产新模式，对企业降本增效提供了新的解决方案。本文根据定向钻穿越施工的具体实施方法提出自己的观点，供大家参考。

关键词：燃气管道;定向钻施工;工艺流程;管理措施

燃气管道非开挖水平定向钻的施工，需严格按照施工的工艺流程标准进行安全施工。通过现场勘查、测量、泥浆配置、打导向孔、扩孔、拖泥、人工校孔、托管等一系列操作，将项目进度逐次完成。施工前做好必要的准备工作，施工中的导向孔钻进工作需做好工作记录，采取平稳有序的方法执行。扩孔工作则需要在钻孔完成后在更换一些大口径的钻头实施操作。再者，要注意托管施工的质量，充分考虑托管之间的距离、斜度、重量等标准要求和实际应充分吻合，减少设计阻力。所有的生产施工准备、进度、收尾等工作要将安全放在首位，杜绝不安全因素的产生，给整个施工管理带来质量的保证。

一、燃气管道非开挖水平定向钻施工步骤

管道的非开挖水平定向钻施工。在不清除地面障碍物的情况下，燃气管道需要从障碍物的底部打通穿越，也就是我们日常所说的顶管。非开挖水平定向钻穿越开始时，地面要留有足够的安全空间来摆设机器。施工前要做好勘察设计工作，了解地下管网、地形对象、地理变迁等众多情况，并安排做好地勘。勘察工作完成后出具相应的设计图纸，将机器按照选择好的位置进行摆放，钉枪点、出枪点、钻孔深度等要求则要按照施工的依据和目标来操作。所有的生产物资准备与施工计划全部到位后，已经满足了基本入场施工的条件;施工中的入场施工作业可分为定点复位、安全导向、设备架设、物资准备、定向穿越、扩孔复穿、管材准备、管线回拖、清理保护、设井接续等主要步骤;施工后要及时提交竣工图纸进行完工验收，对于涉及隐蔽的项目，如深度可以依据穿越时探测记录数据作参考，同时可以进行管孔试穿时采用复探确认深度核对竣工图纸。地面土质可以查看穿越与扩孔时的出土岩浆、周边地理，还可以进行地勘探测[1]。

二、水平定向钻的施工工艺要求

燃气管道非开挖水平定向钻的施工主要分为两个重要阶段，首先，按照设计的曲线找到准确的导向孔位置进行钻探打孔;再者，导向孔钻好后进行扩孔，使铺设的管线可以在开挖扩孔的导向管中进行回拖。

1、导向施工

导向施工时，钻杆容易失去平衡，导致控制操作难度较大，经常会出现钻孔打进轨迹难以和实时测量的标准一致。在面对超长距离的非开挖水平定向钻施工时，可以采用国际先进的导向孔双钻级同步对接施工工艺，在出土点和入土点两端双钻机同开，一起完成钻孔工作，不仅解决了长距离穿越导向孔难以控制的问题，而且，增加了钻杆支撑的强力，实现了标准化的施工作业。

2、扩孔施工

在扩孔施工中存在有抱杆、塌孔的危险，需要在出入土点各设一台钻孔机，其中一台提供扭距、另外一台则会提供拉力，这样可以避免钻杆过长造成的扩孔器失控问题，对降低扩孔风险、提高扩孔速度有着十分重要的作用。其中包含的洗孔工作也要在施工中同步进行，完成每一次的扩孔施工后，都要使用绞龙对钻孔进行清洗，如果一次清洗的效果不理想，孔洞内还留有残渣和碎石，必须实行第二次、第三次清洗，直至孔内的碎石和杂质得以全部排出[2]。

3、管道回拖施工

管道回拖时，由于钻机的拖力过大，从而造成管道损坏、变形的情况发生，回拖时因拖力过大也会引起钻机的基础出现滑移、失稳等不安全现象。在这里可以采用“二接一”的施工方法，即减小了回拖过程的摩阻力，又解决了长距离管道回拖中存在的钻机推力过大、管道变形、损坏等难题。

4、泥浆工艺

泥浆在非水平定向穿越过程中存在不可忽视的作用。施工时，钻杆穿越较长距离的地层会受到地质结构的影响，往往会有粘土、粉土、碎石、砂层的出现，因此，泥浆的搅拌、浇灌工艺要针对管道施工的实际地理环境做好调整。泥浆需具有良好的流变性及较强的携带钻屑能力;摩擦张力要小保证良好的润滑性;较强的护壁功能可以使孔壁形成一定的强度防止泥浆流失稳固墙皮。

5、泥浆配比

在导向阶段的泥浆配比要求，应根据不同部位、不同钻孔位置采用合理的配比。如在导向孔的斜孔段，为了保证及时携带出钻屑使钻孔内部保持清洁，就需要控制泥浆的湿水性，防止塌孔问题出现，泥浆配比时增大固壁剂和增粘剂的含量;导向孔的水平孔段，则要提高清屑剂和润滑剂的含量，适当降低粘度和切力，保证泥浆的流变性能良好，使钻屑能够顺利返出地面。另外，增强泥浆的润滑性可以减小钻机旋转及推进的阻力。

扩孔阶段的泥浆配比要根据孔段的实际要求，增强泥浆的造壁性能防止孔壁塌陷、缩径问题的产生，这时就要加大固壁剂和增粘剂的含量;回拖阶段使用的泥浆，需提高润滑性、降低摩擦阻力、增強协调效果，加大清屑剂和润滑剂含量。在施工中，必须根据实际地层条件控制泥浆粘度的实际比例，配置合乎要求的、优质高性能的专用泥浆。

三、燃气管道非开挖水平定向钻施工安全管理

管道非开挖水平定向钻穿越施工安全，总体来说可以分为地面安全与地上安全两大项。地面安全要尽可能充分了解地面的所有部署情况，如水电气管网、历史拆迁、土质土层结构等，这些都存在有潜在的安全风险[3]。

自身安全和环境安全分属于地上安全，自身安全就是队伍的综合素质、施工规范，不得盲目施工和野蛮施工，同时做好文明施工的环境保护提醒。再者，施工时要用到水，因此要时刻注意对发电机的安全保护。环境与安全不仅涉及面广而且其意义深远，需永远放在工作的首位。主管道非开挖水平定向钻机的摆放、操作要按照要求，行人和车辆需设置醒目的提示牌，特别注意管线回拖时、管线拖动时的周围环境和行人，及时疏散确保安全。

结束语

非开挖水平定向钻技术在燃气管道施工中的利用，可以使工程项目节约投资成本、减少工序、加快施工的进度。新技术的实施提高了管道工程的施工质量，保证了生产的安全性。

参考文献：

[1]刘成勇，刘江涛，杨红斌.非开挖水平定向钻施工技术在管道穿越河流中的应用[J].石油化工建设，2021，43（S2）：37-43.DOI：10.16264/j.cnki. 1672-9323. 2021.s2.013.

[2]余培松.引水管道工程施工措施及方法[J].河南水利与南水北调，2021，50（08）：38-39.

[3]朱建华.非开挖定向钻施工技术探讨[J].江西建材，2019（12）：153-154.