鐵大線渾河定向鉆穿越工程解決的施工技術問題

黃錦(遼河油田建設工程公司， 遼寧 盤錦 124010)

鐵大線渾河定向鉆穿越工程解決的施工技術問題

黃錦(遼河油田建設工程公司， 遼寧 盤錦 124010)

鐵大安全改造(鐵嶺-鞍山段)河流定向鉆穿越工程施工二標段--渾河穿越工程于2014年1月30日回拖成功，穿越長度為1196米，在國內大型河流穿越中再次實現了粉質粘土、細沙、中砂地層長距離穿越，并成功解決了長距離卡鉆施工難題。

長距離；復雜地質；卡鉆；擴孔；回拖

1 工程概況

工程名稱：鐵大線安全改造工程(鐵嶺-鞍山段)河流定向鉆穿越工程(第二標段)渾河穿越工程。

建設規模：定向鉆穿越水平長度1196m。

工程特點：地質條件主要為粉質粘土、細砂為主，兩岸有足夠的場地，交通運輸較方便，穿越處河道順直，兩側有堤，河床及岸坡穩定性一般。

開工時間：2013年9月21日，完工時間：2014年1月30日。

施工過程分為導向孔、擴孔和洗孔、回拖三個階段。

2 工程施工內容及技術措施

2.1 導向孔

本工程鉆導向孔階段，采用鉆具組合為9-5/8″鴨嘴板式鉆頭+無磁鉆挺+5-1/2″鉆桿。在打入第2根鉆桿時，泵壓表示數增大不正常。觀察泥漿管、泥漿泵壓力正常分析為堵鉆頭水眼情況。根據地層以粉質粘土、細沙為主。選用12mm水眼可以保證水力參數。導向孔達到150米，打入100米Φ329套管。套管作用為防止塌孔，保證返漿正常，同時可以有效的保證推力的傳遞，保證單根鉆桿傾角在最小彎曲半徑以內，減少鉆桿消耗。導向孔施工完成，符合施工偏差小于3m的要求。

2.2 擴孔、洗孔

此管線最大擴孔直徑為1000mm，擬定擴孔3次，擴孔直徑逐級為600mm、800mm、1000mm，由于地層為粉質粘土、細沙、中砂，擴孔器選用桶板式。Φ600mm擴孔達到88米，扭矩達到50KNM以上，繼續操作困難。遂決定退出Φ600mm擴孔器，擬換用Φ300mm擴孔器重新擴孔。在退出擴孔器的過程中，出現了卡鉆問題，準備進行長距離套洗。套洗是用螺桿鉆頭清洗鉆桿淤泥的過程。由于套洗過程中，新打入鉆桿不能轉動，而鉆頭要旋轉噴射泥漿以清洗鉆頭。所以選用自設螺桿鉆頭+螺桿馬達+5″鉆桿。通過自設鉆頭將鉆頭與5-1/2″鉆桿距離控制在50mm以內，以達到清洗5-1/2″鉆桿目的。在套洗過程中，雖然使用了螺桿鉆具，還是發生了鉆桿互相纏繞的問題。當套洗進行到466米時，套洗鉆桿的扭矩達到40KNm以上。這就是由于兩套鉆桿發生了纏繞。如果繼續向前套洗可能別卡在地下，于是將套洗管拔出，分析纏繞原因。經過查閱資料和現場分析發現，由于鉆機自身扭矩的傳遞不完全，會使鉆桿每10米向左偏轉一度。所以，要求司鉆每前進一根向右調整一度。同時，司鉆仔細觀察儀表，當扭矩突然下降幅度達到50%，即為鉆桿纏繞，此時采取向右旋轉一圈，避免纏繞。最終，套洗88根達到797米。再次活動5-1/2″鉆桿，當拉力達到260T時，鉆桿活動，解卡成功。1月29日完成擴孔。施工進展順利。

2.3 回拖管線

根據以前施工經驗，主管在回拖過程中會發生旋轉，這樣會導致焊接在主管上的光纜套管跟隨主管旋轉，通過計算決定在主管線后端采用工字鋼焊接2m力臂，回拖過程中如果主管線發生旋轉，阻止主管線旋轉。1月30日3點15分管線回拖成功。

3 工程取得的經驗和教訓

(1)穿越地層主要為粉質粘土、中砂，地層連通性好，承壓能力差，極易發生孔漏。所以在前一百米打入329套管。可以有效的阻止泥漿的滲透，使返漿更明顯。泥漿上，使用抑制性好，防塌能力強的泥漿材料，控制泥漿失水在要求范圍之內，改善泥漿的造壁性能，提高其防塌封堵能力。

(2)在相對較軟的地質中，較難控制，經常出現角度變化快、超深等現象，發現有角度變化快或者有角度變化快的趨勢時，要及時進行糾正。控制好推進尺和轉進尺長度，采取多推少轉和不連續轉的方法，發現變化趨勢，及時采取相應對策。由于地磁原因，鉆桿鉆進時，會向右自動偏轉，又因為地層軟。所以可以以工作角度40°±5°緩慢推進幾米，然后調整到320°±5°緩慢推進相同長度。經常性停機觀察角度變化趨勢。

(3)地層結構主要為粉質粘土、細砂時，膠結不好，極易發生孔塌及孔漏事故造成工程失敗，要求泥漿抑制性要好，防塌、防漏能力要強，泥漿性能要均勻穩定，濾失量要小，失水量控制在10～15ml，泥餅要薄而堅韌致密控制在1～2mm之間，切具有良好的流動性。開泵要先小排量，待返出正常后再逐漸加大排量，要進行洗孔，以免造成壓力激動而蹩漏地層。

4 結語

這次工程凝聚了所有領導、技術人員、各位職工同志的辛勤與汗水，同時得到了多方面的領導的關注與支持幫助。這次工程的完滿結束，標志著遼河一建穿越公司在解決同類工程技術問題上躍上了新的臺階，同時又將會面臨新的挑戰。穿越公司全體員工將共同努力，再接再厲，在今后的施工建設上再創建輝煌。

黃錦(1989- )，男，2012年畢業于東北石油大學，助理工程師，在遼河油田建設工程公司工作。