水平定向钻专项施工方案

精心整理 松滋市赛洛天然气有限公司 DN159*5 松滋河天然气管定向钻穿越工程 施工方案 编制人：石雄 审核人：王稳齐 审批人：李向南 中太建设集团股份有限公司 编制日期：2016.1.10 目录 一、施工概况 二、定向钻施工工艺流程 三、穿越管道施工技术措施 四、定向钻穿越施工方案 五、雨季施工措施 六、HSE 管理 一、施工概况 精心整理 宜都市转供松滋的天然气从枝城交接计量站出来后， 以 2.5MPa 高压沿红东公路敷设， 经洋溪 镇至车阳，经周家湾、观音阁、白虎岭，沿木天河到松滋的公路到马鬃岭松滋门站。管道全长 28 公里，需要穿越农用机耕道、小河、沟渠、厂区铁路、焦柳铁路等。本工程为天然气管松滋河穿 越工程。 1.1.编制依据： 1.1.1、《松滋河穿越燃气管道工程线路施工图》 1.1.2、《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》（SY/T4079-95） 《输油输气管道线路工程施工及验收规范》（SY0401-98） 1.2.施工总体方案 1.3.施工任务划分 序 号 单位名称 主要施工任务 任务完成日期 1 项目部 总体协调，管理施工，对工程质量、 安全、进度、环保等负全面责任，负 责对甲方、监理、协调、沟通 竣工验收后 2 穿越施工队 负责管线定向钻穿越钻导向孔、预扩 孔及管线回拖 施工总进度计划 3 运输队 管材、设备及材料运输 施工总进度计划 4 后勤服务队 材料采购、保管及生活保障 竣工验收后 1.4.施工进度计划表 根据业主要求及我公司的施工能力和组织安排，施工工期暂定为日历天数 20 天 ，在该工期内完成松滋河定向钻穿越工程，满足业主提出的工期要求。 1.5.工程概况 1.5.1 工程概况 根据工程设计资料，入土点位于水田，出土点位于水田，主要穿越松滋河，设备可到达施工 点附近，施工便道 120 米，进场条件较好。定向钻穿越入土角为 6°，出土角为 5°。 工程总工期暂定 20 天。 精心整理 考虑管道穿越松滋河，适合定向钻穿越，穿越长度 448m。 松滋河定向钻穿越工程段采用φ159mm 钢管，管道外防腐均采用环氧粉末聚乙烯复合 结构（三层 PE）外防腐层，同时结合强制电流系统为主、 牺牲阳极保护系统为辅的综合保护方案。 序号 项目 单位 数量 备注 一 管道焊接 Φ159 钢管 m 448 二 定向钻穿越长度 m 448 以测量放线为准 二、定向钻施工工艺流程 三、穿越管道施工技术措施 3.1 测量放线 3.2 施工便道的修筑 根据现场踏勘，松滋河定向钻穿越管道、穿越施工设备进场施工经过的不平整的道路，需进 行道路平整，必要时采用布设油管排强化路面，以保障运输设备通行。 五、定向钻穿越施工方案 5.1 地层的选择 根据松滋河定向钻穿越工程区域地质构造及定向钻穿越对地质条件的要求分析，设计穿越曲 线主要经过的地层为强风化泥质砂岩。选择这样的地层主要是由于这些地层分布比较广，无其他 地层出现的断层现象，而且这些地层分布均匀，较利于导向和扩孔的成孔，使得回拖顺利进行， 且符合水平定向钻穿越曲率半径应符合设计要求。曲率半径不宜小于 1500D，而且满足工程要求 的埋地深度，也能在规定的工期内完成施工。 5.2 场地修筑 5.2.1 钻机场地： 入土点场地占地 20m×40m，用挖机配合人工平整场地，铺垫管排。根据现场条件，设备无进 场道路，需铺设 5m×130m 油管排。 平整 10m×30m 出土点场地及长为 448m，宽为 10m 的布管作业带。 钻机调试 仪器调试 钻导向孔 预扩孔 扩孔回拖 两侧连头 竣工验收 精心整理 m、宽 2.5m、深 1.5m；同时采用锚固箱固定。以确保固定钻机。预留地锚空间 （2.5m×1.5m×1.5m）。 5.3 定向钻穿越 针对本穿越工程， 我公司拟使用美国 DCI 公司生产的 SST 无线控向系统， 可在整个穿越过程 中采用地面布置线圈系统进行控向数据校正，使出土位置偏差控制在规范允许范围内。 由于本工程穿越距离为 448m，穿越地层主要为细砂，为此我们选用专用的合金镶齿钻头进 行导向施工，此钻头能够适应此地层钻进。钻导向孔的钻具组合如下： 镶齿钻头+造斜短接+φ165 无磁钻艇+探棒室+61/4″无磁钻艇+φ127 普通钻杆； 在钻导向孔期间，每钻进一根钻杆后需再接单根，由挖机负责钻杆的吊装作业，并安排钻工 予以协助，在钻机主推架上实现自动对扣和上扣。在接单根时要重新接控向线，确保控向信号的 畅通；钻进速度视地层情况而定，一般控制在 10－30min/根左右。 在接单根时通过控向系统反馈的数据信息，进行一系列钻井数据的测量，监测导向孔的钻进 路径。需采集记录数据有：进尺、方位角、倾斜角、推拉力、转速、泥浆压力、排量、位置和高 程等。 导向孔完成后，既可进行扩孔的施工。由于本工程穿越泥岩，在底层存在不均匀的情况下， 为了保证扩孔的顺利进行，计划本工程扩孔级别每 100mm 为一个级差。本工程穿越主管管径为 φ159mm，为了保证主管的顺利回拖，计划扩孔至管径的 1.5 倍，既 350mm。 本工程扩孔计划分七级进行：第一级采用 273mm 牙轮扩孔器，进行第一次预扩孔，第二级 采用 350mm 牙轮扩孔器，第三级采用 350mm 桶式扩孔器进行清孔。 本工程在扩孔过程中，严格控制回扩速度，认真监控钻机扭矩及拉力，使扩孔过程能够保持 匀速进行。 钻具连接和拆卸：出土点井口工在回扩过程中负责人工接单根作业（挖机配合），在入土点 通过钻机拆卸钻杆，吊车负责钻杆的吊装。出、入土点钻杆的上卸扣要求同步作业，并通过对讲 机保持联系畅通，以免意外情况的发生。 技术控制：首先根据地层情况优选扩孔器和扩孔次数；其次回扩过程中严格控制回扩速度和 泥浆排量、压力；再次优选优质膨润土，合理添加聚合物、CMC 和纯碱等添加剂，精心配置钻井 液；最后在回扩中保证连续作业，确保井眼不塌方。通过一系列的技术措施，努力提高扩孔质量， 井壁稳定性好，井眼成形好。 扩孔完成之后，确认扩孔过程完成后，孔内干净，没有不可逾越的障碍后，开始回拖管道。 管道回拖时，为减少钢管对地面的摩擦阻力并保护钢管的防腐层，采用开挖发送沟，沟内注水， 精心整理 加强回拖时管道与地面的润滑作用，确保管线顺利回拖、就位。发送沟应确保与穿越线保持在一 条直线上，避免因管道与钻杆夹角过大造成回拖过程中拉力过大。 回拖前的准备工作，首先检验回拖预制管外防腐层是否完好，并用电火花检漏仪检漏，如有 损伤应及时补伤。管子下沟前，检查发送沟内及管墩上是否有坚硬物块、杂物，如石头、砖瓦等， 清除干净后方可回拖，以免损坏管道外防腐层。 回拖时的技术措施，在回拖时应连续作业，避免因停工造成阻力增大。一般地平均回拖速度 控制在 15min/根，同时加大泥浆排量，尽可能地将泥砂带出，保护井眼。 回拖时采用的钻具组合是： 钻机+钻杆+φ400 扩孔器+120T 回拖分动器+120T 卸扣+φ159 穿越管段 管道回拖时要沿线巡回检查，发现泥浆泄漏要及时处理，清除易滑落的硬物；局部不易清除 的，应用厚胶皮覆盖其表面，防止管道与其硬性接触，损坏防腐层。 泥浆是定向穿越中的关键因素，我们将针对不同的地层采用不同