定向鉆穿越的質量控制探討

作者簡介：沈紅芳（1972-01），女，浙江省余姚市人，工程師，2007年畢業于江蘇工業學院環境工程專業，現從事工程質量監督工作。

摘 要： 在油氣管道工程的施工過程中，油氣管道定向鉆穿越工程技術要求高、施工風險大，結合我國地域遼闊，地理情況復雜多樣特點，從而給管道定向鉆穿越增加了難度，增大了其定向鉆穿越的成功風險。針對油氣管道定向鉆穿越過程中存在的施工風險因素，特對定向鉆穿越施工前、施工中風險預測、質量控制、穿越質量監管重點、防范等方面作一探討，為定向鉆穿越工程提供寶貴的資料和可借鑒的經驗，從而有助于定向鉆穿越的順利完成。

關鍵詞：定向鉆穿越 質量 控制

中圖分類號：TU996文獻標識碼：A

我國建設油氣管道長達幾十萬公里，管道沿線穿越大小江河、海灘、山體等，其地下地質情況復雜多變，如何制定定向鉆穿越施工方案，選用相應穿越設備，如何采取相應質量控制、預防措施將成為定向鉆穿越成功的關鍵。而作為質量監督管理人員，對定向鉆穿越的質量控制及預防措施作一探討：

1 熟悉施工圖紙，取全取準詳細的地質勘探資料

地質勘測部門對定向鉆穿越地段按規范取全取準地質資料，為設計和制定施工組織設計、選擇鉆具等提供參考依據。施工、監理等單位必須熟悉定向鉆穿越圖紙，建設單位根據設計、標準規范，辦理施工前應征租地和報建手續，對穿越進行設計交樁放線，并對不能做地質勘查資料的，到當地政府有關部門查詢相關資料，技術人員和相關人員要做認真研究和探討，采取有效的防范措施。

2 制定科學的施工組織設計方案

2.1穿越路徑的選擇

設計人員應根據不同的地質情況，正確選擇合適的穿越位置，只有選擇合適的穿越位置和穿越地層，才能確保穿越的成功。定向鉆穿越應盡量避開不良的地質場地。

2.2穿越設計參數的選擇

設計人員應根據地質情況和鉆機設備的能力以及場地要求，選擇盡量大的入出土角和曲率半徑，使穿越曲線盡快地到達穩定地層。

2.3定向鉆穿越設備及鉆具的選擇

定向鉆穿越鉆機及鉆具應根據穿越段長度、穿越管徑大小、地質情況來選擇，要保證其回拖力能滿足要求，鉆頭能適應地質要求。結合穿越障礙物、河流、海灘、山體等穿越因素確定選擇定向鉆穿越設備及鉆具。

2.4鉆進泥漿的選擇

泥漿是定向鉆穿越必備的潤滑劑，合理選擇泥漿配比，保持泥漿的飽和度，可以保證孔壁不塌方，減小摩擦。泥漿通常根據地質情況，考慮護壁要求，確定泥漿中膨潤土和各種添加劑的用量，采用清潔的淡水，PH值控制在7-8，用水量1.5m3/min，同時還應根據不同地質條件與孔中操作壓力，綜合確定泥漿配比成分，避免施工過程中的冒漿。通常根據地質情況和管徑大小來確定泥漿粘度。

2.5導向孔鉆進和擴孔、清孔

保證導向孔鉆進工序質量，關鍵在于導向孔曲線與設計曲線的偏移是否符合標準。導向孔鉆進質量要求：導向孔曲線與設計曲線的橫向偏移量允許偏差<2m，導向孔曲線與設計曲線的深度偏移量允許偏差<1m，出土點縱向允許偏差≤1%×L且≤10 m。橫向允許偏差≤L/500且≤2 m。L為設計穿越長度。曲率半徑以1500D為宜（D為穿越管段外徑）最小不應小于300 m。根據管徑大小確定每根鉆桿的折角，實時跟蹤測量，每根鉆桿的折角應符合要求，參照《石油天然氣管道穿越工程施工及驗收規范》。

根據穿越管徑、地質情況選擇鉆頭和鉆進速度，要求擴孔孔徑為不小于管徑的1.5倍，清孔時在清出泥漿中應無大的石頭等堅硬顆粒。

2.6穿越管道的焊接、試壓施工

焊接執行標準和其焊接工藝評定規定，射線、超聲波探傷均為100%，試壓執行標準按管道穿跨規范執行（強度為1.5倍設計工作壓力，嚴密性為設計工作壓力）。焊工的操作技能尤為重要，對特殊地段多段連接口焊接時，必須保證其焊接時不受力。對于較多的山地多段接一的，回拖后建議宜進行嚴密性、強度（強度為1.25倍工作壓力）試壓檢驗。

2.7定向鉆的回拖

要根據管道自重及長度、光纜套管重量和磨擦阻力確定回拖力，注意管道放置于管拖發送架或支墩上，注意其間距不得大于管道長度，必要時挖發送溝，放置膨潤土，并注意防止管道滑落，回拖前檢查定向鉆泥漿中夾雜的石頭雜質粒徑的大小。

3 定向鉆穿越施工的質量控制要點

細致的研究地質資料，制定切實可行的施工組織方案；注意定向鉆鉆機的安裝質量、氣候變化等對鉆機基礎或地錨的破壞，易導致回拖失敗；鉆機安裝時注意安裝位置一定要在入點和出土點的連線上，鉆機導軌與水平面的夾角一般大于設計入土角1?，且鉆機安裝應牢固、平穩，對控向系統進行準確高校；作好回拖管的焊接和試壓、補口補傷、測徑工作，回拖前準備，做好安全措施。

4 定向鉆穿越事故的預防

注意因鉆機選擇不當和安裝質量不好而出現的失敗事故；注意卡鉆、斷桿事故預防，注意光纜套管焊接質量而出現斷管事故；注意鉆進曲線不符合設計而出現返工的事故。對于工程質量管控者要具備對工程可能出現狀況的預見能力，從而制定出行之有效的工程質量監管計劃。

5 定向鉆穿越質量監管重點

地質資料是否取全取準，施工組織設計的審查和報批是否已做，鉆進曲線是否符合設計，管道焊接和試壓質量是否合格，回拖措施是否落實，監理工作是否按細則落實，定向鉆泥漿檢測分析情況是否符合回拖要求。

我們經過不斷的實踐，對管道穿越有了較深入地了解。在工程質量監控中，從地理勘察，制定施工方案，對施工方案的可行性論證到具體施工、過程監控等一系列工作，對每一個管道穿越工程的質量監控任務，其地理情況都不盡相同，要求我們在定向鉆穿越上，在工程質量監控過程中不斷要加以總結和提高，從而能夠隨著情況發生變化，采取有效的工程監管措施保證穿越管道工程質量安全。

參考文獻：

1、大港油田集團石油工程監理中心.石油工程監督探索與實踐（第1版） [M].北京：石油工業出版社，2006.

2、SYT 4079-1995.石油天然氣管道穿越工程施工及驗收規范[S].

3、SY/T 6968-2013 .油氣輸送管道工程水平定向鉆穿越設計規范[S].