对穿越大中型河流定向钻施工技术的探讨

报告

b. 室内泥浆小型实验

c. 借鉴穿越单位的经验教训

d. 泥浆摩阻力经验式

克服摩阻力F=RQLf，式中R，管径；Q，围包角；L，管长；f，摩擦系数

在这里，选择的润滑剂属植物油类改性，无毒害对泥浆流变参数影响不大，主要是降低泥浆润滑系数，减小摩擦阻力，一般润滑剂加量0.5--1%，摩阻系数降低25%。

e. 水平井段偏心环空清除岩屑床经验模式

岩屑床指数 PBI=（0.08×（D2-D1）× V/（L× VS）

式中D2钻头直径；D1管径；V流速；L岩屑水平移动距离；这里多颗粒沉速 VS=（（1-CS）2×VS1）/（1+（PS/PT-1）* CS）

式中VS1单颗粒沉速；CS环空颗粒浓度；PS颗粒密度；PT液体密度

从模式可以明显看出有效清除岩屑床减少和避免卡钻可以从两方面做工作。

一是提高环空泥浆轴向流速，即加大排量。

二是降低环空颗粒浓度，即控制钻进速度。

f. 水平井岩屑运移层结构模型

属多层流动包括悬浮质流动区，层移质流动区，含淤积质及过渡区（见图示）

4.3基础数据：

水平定向钻扩孔直径一般为管道直径的1.2～1.5倍，本次穿越扩孔直径采用管道直径的1.5倍。

4.4泥浆工艺设计

泥浆室内试验主要为解决穿越过程中，河水配浆，岩屑携带，岩屑悬浮，保护孔壁，防止漏，塌，卡，润滑等问题。选择最佳泥浆体系，确保穿越工程安全顺利进行，选择最佳处理方案，使泥浆成本控制在低限。试验方法；

(1) 选择配浆土在河水中的合适容量及有效水化时间；

(2) 选择增粘剂，防塌固壁剂在河水中的使用限量；

(3) 选择在河水中润滑剂的使用效果及限量；

(4) 泥浆性能参数；

泥浆配比

根据管线工程勘察报告，结合以往施工经验及相关知识配置以下泥浆配比表：

此外对泥浆配置用的水的PH值进行检测，若发现PH值<7或者过低者，通过加苏打粉将其PH值调到8—10。

5.风险分析、应急预案及规避措施

定向钻的施工的风险最主要的分别是：导向孔失败、卡钻、预扩孔塌方、管道回拖失败等几个主要的危险因素。想要规避和控制这些风险，就要加强对施工前及施工过程中的监控，对定向钻施工全过程实施监控：

5.1夯管施工的控制

夯管施工主要是应用到卵石层的处理，在入土端夯入钢套管隔离卵石层，防止卡钻或产生穿越的偏差。施工中应检查夯管的技术保证措施，夯管机和配套设施的性能以及就位情况，重点监控夯入点的位置和角度，是否与入土点的位置和角度吻合，并跟踪控制在夯进过程中的角度变化，必要时需进行调整。

5.2对钻具的监控管理

定期检查钻具的磨损及密封情况，采用测量、无损检测、试泵等方法，判定钻具是否报废或降低使用标准，使钻具在长距离穿越中保持良好状况，分级使用在不同长度和管径的定向钻中，使其发挥作用，做到物尽其用。

5.3导向孔的钻进及控向

钻导向孔是施工的关键工序，直接影响穿越的曲线及回拖的成功与否。遇到软地层时不得加快速度，增加压力，遇到硬地层时要减轻压力，所谓“软不加，硬要减，软硬交接面要划眼”。此段最容易造成倾角和方位角变化大而给后续工程留下最大隐患，一定保证按设计轨迹成孔并且是一个规则的剖面，避免形成键槽、台肩和井径变化率大而影响成孔质量。

5.4预扩孔、管线回拖的控制

预扩孔、管道回拖时，钻具中空造成浮力使其上浮行进，键槽和方位角变化率大的地点或地层，易塌陷形成卡钻，利用降扭接头或钻具直径变化率太大处加导向器。此外，泥浆性能好坏至关重要，控制泥浆密度、粘度、失水、切力、触变性、固相含量等参数，减少阻力，使其顺利通过。

在穿越过程中，应随时监控定向钻机推拉力、扭矩等参数，满足钻机、钻具的性能及施工技术要求，防止卡钻或因钻具断裂造成穿越失败。

5.5泥浆的配比、粘度、回收及处理的控制

穿越不同的地质结构，采用不同特性的泥浆。根据穿越管径和地质特点，进行泥浆的配方优选，用“强悬浮，弱凝胶”的泥浆可提高携带能力，用“弱抑制，严封堵”的泥浆可控制防塌，减少岩屑重复切削和沉淀；增加润滑添加剂，达到降低回拖力的目的。

结束语：

总而言之, 在定向钻施工中我们应突出强调事前控制和过程控制，尽量避免事后控制。对施工中出现质量问题，应及时果断的采取措施进行处理。只有做好施工的每道工序，坚持预防为主的原则，加强施工过程中各环节的质量控制，按照设计与施工技术规范的要求，及时解决施工过程中出现的各种问题，才能保障整个工程的安全及质量。

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