分享

细砂层长距离定向钻穿越技术及问题解决

 善德苑 2019-07-15



以辽河双6储气库配套管道(营口-盘锦联络线)工程定向钻穿越工程第二标段新开总干渠穿越施工实践为例,从导向孔、扩孔、回拖以及泥浆配置等方面论述了在中密实度细砂层长距离定向钻穿越的施工工艺。并针对导向孔方向难以控制、扩孔扭力过大、长时间静止造成卡钻等问题,介绍解决方法。

1、工程概况

辽河双6储气库配套管道(营口-盘锦联络线)工程定向钻工程(第二标段),线路起点为大连-沈阳输气管道工程的营口分输清管站,途经营口、盘锦两市,终点为辽河油田双6联络站,线路长度为76km,管径D711mm,设计压力10.0MPa,采用L485MB螺旋(直)缝埋弧焊钢管。

辽河双6储气库配套管道(营口-盘锦联络线)工程定向钻穿越工程第二标段在大洼县境内,其中新开总干渠穿越长度1266米,穿越实长1268.8m,曲率半径1500D,入土角8度,出土角6度,最大埋深25米。

2、定向钻穿越地质条件

根据钻探揭露、原位测试及室内试验成果综合分析,场地地表均为第四系覆盖,现将场地各岩土层特征从上至下分述如下:

①素填土:黄褐色,主要粘性土、砂类土构成,稍密,稍湿。该层存在于堤坝处,层厚2.0m。

②粉质粘土:黄褐色~褐灰色,可塑,局部硬塑。该层分布连续,层厚2.6~6.1m,层底标高介于-0.85~1.60m。局部表层为耕植土,含植物根系。

③淤泥质粉质黏土:褐灰色~黑灰色,有腥臭味,流塑,局部含粉砂夹薄层。该层分布连续,层厚1.5m~4.6m,层底标高为-4.35~-2.35m。

④粉砂:褐灰色,石英~长石质,均粒结构,颗粒级配差,局部夹黏性土、粉土及细砂薄层,饱和,松散~稍密。该层分布连续,层厚2.3m~11.6m,层底标高为-15.95~-13.80m。

④黏土:灰色,可塑,局部含粉砂夹薄层。该层分布不连续,最大厚度3.9m。

⑤细砂:灰色,石英~长石质,均粒结构,颗粒级配差,局部夹黏性土、粉土及粉砂薄层,饱和,中密。该层分布连续,本次勘察未穿透该层,最大揭露厚度13.0m。定向钻穿越选在本层。

3、定向钻穿越施工工艺

3.1 钻导向孔

穿越段最大深度25米,主要在细粉砂中进行。

导向孔钻具组合:241鸭嘴钻头+177.8mm无磁+139.7mm钻杆。为保证导向精准开钻前布置人工磁场线圈。

3.2 扩孔

1)针对细粉砂地层选用板桶式扩孔器进行扩孔 ,分别进行Φ609.6mm、Φ812.8mm、Φ1016mm和Φ1219.2mm共计4次扩孔、一次Φ1219.2mm洗孔和Φ1016mm回拖。

2)泥浆排量控制在1m³/min,扭矩控制在50KN.m。

3.3 回拖

(1)回拖是水平定向钻最为关键的一步,连接方式为Φ1016mm的扩孔器+250T的万向节+U型环+D711mm的穿越管线。

采用管线下垫白菜的方法回拖管线。

在管线入土端100米开挖发送沟,开挖角度尽量与出土角一致,然后由钻机回拖使管线顺利入洞。

回拖时如遇到回拖力增加至超出预计的最大安全拉力时,可立即在管尾安装夯管锤进行锤击,使管道受到夯管锤的振击后,摆脱穿越孔洞对其的束缚,施工中管线尾端采用预制夯锤工作槽。

3.4 泥浆配置

本次穿越层地质结构主要是粉质粘土、细砂,胶结不好,极易发生孔塌及孔漏事故造成工程失败,要求泥浆抑制性要好,防塌、防漏能力要强,泥浆性能要均匀稳定,滤失量要小,失水量控制在10~15ml,泥饼要薄而坚韧致密控制在1~2mm之间,具有良好的流动性。开钻前采用施工用水,现场进行泥浆性能试验,取得合理的泥浆配比。钻导向孔要钻进均匀,保持孔洞稳定。扩孔阶段要保持匀速回扩,并时刻观察扭矩及拉力的变化情况。

4、施工中出现的问题及处理方法

4.1 导向孔穿越方向难控制

导向孔控向采用目前国际最先进的RivCross控向软件(该软件可直接用于对接穿越)和地面信标系统进行精准控向。从而保证了导向孔的一次成功。

4.2 钻穿导向孔后静止时间过长卡钻

钻穿导向孔后第一级扩孔Φ609.6扩至450米时,由于受到阻工,使钻具长时间静止,钻具扭力逐渐增大,导致卡钻。

通过现场分析,由于长时间钻具静止导致孔内局部坍塌埋死钻具导致卡钻。为此立即采取一下措施:

在入土点采用专用套洗工具进行套洗作业,以清除钻具周围的淤沙。

每套洗200米左右活动一次卡死的钻具并大排量循环泥浆。

在出土端架设一部钻机活动被卡钻具。

经半个月的套洗,距扩孔器100米时,在入土端接卡死钻具拉至280KN.m时,成功解卡。

4.3 扩孔扭力大

扩孔严格按照施工工艺进行施工,当扩孔 Φ1016 mm到500米时扭力逐渐增大,最大50KN.m为防止卡钻,采用每扩一根洗孔一根的方法,逐渐降低扭矩,适当提高泥浆排量达到1.2m3/min,粘度提高至120S——150S,使用抑制性好,防塌能力强的泥浆材料,控制泥浆失水在10ml以下,改善泥浆的造壁性能,提高其防塌封堵能力。保持回收的泥浆达到设计要求。

    打硬土层、岩石、长距离等耗时工程时,探棒电池建议使用"强效电池",这种电池使用时间较长能持续工作几十小时,

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多