中油（新疆）石油工程有限公司 新疆克拉玛依市 834000
摘要：水平定向管道穿越工程，能够适用于河流、铁路、公路等环境中，保证复杂建设环境下管道铺设工程的有效推进。在定向钻实际建设工程中，由于石油天然气管道大部分处于地下环境中，质量要求较高，因此，施工队伍应加强工程全过程的质量监管，做好技术规范，在依照设计规划逐步落实建设目标的基础上，强化对工程风险因素的控制，全面提升管道定向钻建设施工的整体质效。
关键词：管道装设；钻进速度；泥浆配比
引言
在人类文明和环保意识增强下，愈加关注开挖路面、河流等造成的各种社会、环境问题等。在此情况下，非开挖技术的应用显示出巨大优越性，该类型技术打破了以往落后的大开挖方式，适合穿越高速公路和建筑物等障碍进行管道铺设，且在大部分非岩质地区适用性较强。其中，定向钻穿越技术发展较快，在油气管道施工中应用可以保护自然环境、降低施工成本，具有良好的积极作用。
1中小型石油天然气管道建设特点
根据我国目前的石油天然气管道建设状况，以往的长输管道线路选择多在远离城区，避开人口密集区，仅主要在穿越大中型河流时选择大型水平定向钻进行管道穿越施工，穿越距离从500m左右到1公里左右不等。随着经济发展及市场需求，各个省市区域建设的地方性成品油、天然气等管道越来越多，管道管径小型化(钢管管径小于DN600，PE管管径小于DN300)。管道位置越来越受地方规划和地理位置限制，所经地区经济发达，经过航道、景观化河流、经济养殖水塘、城市道路、高速公路、铁路、建筑区等障碍物较多，尤其是市内管网，管道敷设的空间更小。管道穿越这些特殊地区，如果按照开挖敷设，往往赔补偿价格高，从相关管理部门利益角度考虑，多数不同意开挖破坏性施工。多数采用非开挖敷设。中小型石油天然气管道工程中常采用的非开挖穿越包括水平定向钻穿越和顶管穿越。
2试论石油天然气管道定向钻工程施工质量安全控制
2.1测量放线
根据施工图、设计控制桩进行测量放线，为保证出、入土角严格满足设计要求，就需要准确的测量出入土点、出图点的坐标，这就要求在操作过程中精益求精，尽量减少人为操作误差，做到“一定二测三校验”测量工作在整个定向钻工程完成后也很重要，由于定向钻埋深都比较深，今后很难准确探测其具体位置，现在市政工程发展得异常迅速，今后在桥梁、隧道等市政工程与天然气管线有冲突时，作为业主方需要能提供出详实的坐标图，以保障天然气管道的运行安全。所以工程竣工后需要准确的测出出、入土点的坐标，最好是请当地测绘院进行测量并出具测量报告，然后根据入土点坐标及导向记录计算出管道轴线上各拐点坐标及埋设深度。
2.2钻爆施工工艺
在基建设施如公路、铁路的发展历程中，曾有受到地下掘进技术条件的严重研制的经历。直到19世纪中期硝化甘油和黄色炸药的出现，促成了第一台风洞凿岩机的制成，才打开了解决这个难题的缺口，世界各国也随之掀起了修筑隧道的高潮。最初时，施工方法一律都是钻爆法，如今经历了一个半世纪的发展，钻爆法已有了多种施工技术，包括喷锚支护、控制爆破、新奥法等多种。钻爆法是目前最为成熟的隧道施工方法，适用于多种地质条件和地下水条件。目前，钻爆法的发展已经使得隧道施工向全断面、大断面、高效率方向迈进了一大步。根据围岩自稳条件的好坏，钻爆法的开挖循环顺序略有不同，而钻爆法的施工程序对于每一个开挖循环的时间起决定作用。
其施工要点为在有可能的情况下，尽量采用全断面或大断面分部的开挖方法；必须采用先墙后拱的施工顺序，以保证二次衬砌的整体性。钻爆法在施工时要遵循尽量减少对围岩的破坏和扰动，保持围岩原有特性，充分发挥围岩承载作用的原则。钻爆法施工工艺技术比较成熟，具有适合各种断面形式和各种地质条件及地下水条件、能有效控制地表下沉、经济效益好的优点，但也有许多的缺点。钻爆法本身局限性大，有许多无法克服的缺点，比如工序复杂、作业环境差、工人劳动强度大、开挖长度受限、安全性差等。如今，在追求高速、高效施工，文明、安全作业的要求下，钻爆法已经显得有点力不从心，所以建设者还在不断的探索，寻求新的掘进方法，以从根本上克服钻爆法的缺点，适应新时代的要求。
2.3穿越工程技术
设计曲线是导向孔钻进施工的重要技术参数，在穿越工程建设时，为保证导向孔位置的准确性，应结合钻杆的不同控向数据，动态调整钻进角度、方向，与施工设计保持一致。应根据不同的穿越管段管径大小、总穿越长度、穿越段地质条件和定向钻机性能来确定最后一级扩孔的直径，保证扩孔最小直径符合技术要求。在扩孔过程中，应依照分级、匀速、多次的原则进行。如果发现扩孔钻具的扭矩过大，应采用洗孔处理的形式，保证工程的有序推进。在扩孔施工完成后，如果测量扭矩、压力与拉力超过标准数值，应在管道回拖前对全部管道应采取电火花检漏的方式进行检测，确保穿越管段的防腐层无漏点。管道回拖工程中，为保证管道的施工与后期使用适量，应对管段端口的防护层进行质量检测，尽量避免贯穿损伤问题。在管道电缆的连接点应设置严密的防水层，保证电缆导电性良好。
2.4合理选择钻具
在定向钻穿越中，如果管道口径较大，在穿越不均匀土质的过程中，即便导向曲线与设计相符，但在钻具重力影响下，会导致松软土质部位下切更大，而坚硬土质处的下切相对较少，出现偏扩现象，导致孔道在扩孔后成为S形，是不利于管道回拖作业的。对此需合理进行钻具、钻具组合的选择，根据当地地质条件和特点选择，解决扩孔偏移问题。
3定向钻穿越的其他注意事项
定向钻穿越前应联系相关部门，对地下障碍物进行详细的探查，确认位置，深度。保证避免穿越时损坏或者受阻。导向时，一定控制好，保证导向曲线平缓，符合设计要求及钢管弹性曲线要求，避免管道回拖失败(一种是没有把管道回拖完成，一种是回拖后使管道变形受损，管道破坏无法使用)。扩孔要按照要求逐级扩孔，碰到流沙软土底层，一定要使用化学泥浆护壁防止孔洞不成形，导致管道无法成功回拖。准备好应急预案、人员、工具、材料等，以便在应对处理好扩孔时的冒浆问题。管道回拖前要采取必要的措施，保证回拖过程中不损伤管道的防腐层。由于定向钻穿越，除了保存详细的穿越记录外，在出入图点需要埋设标志桩，穿越的道路两侧及河流两岸，也要埋设标志桩。可以有效提醒该位置的第三方施工，避免第三方施工对管道造成影响。
结语
在石油天然气管道的铺设工程中，定向钻技术由于对建设环境影响程度较低、建设效率高、适用范围广、经济成本相对较低等方面的施工特点，被广泛的应用于穿越工程中，成为地下管道铺设的重要技术选择。现阶段，在工程实际建设过程中，定向钻工程的质量控制要点在于技术规范管理与质量动态监控。因此，为有效控制施工风险，保证施工项目的整体建设质效，工程单位应从设计阶段出发，做好现场勘测、施工信息收集、技术参数设定等方面的工作。在实际施工阶段，依照相关技术规范，强化质量监管，将安全施工理念贯穿于管道铺设施工全过程中，为管道定向钻工程的安全建设与使用提供保障。
参考文献
[1]李国平.长输天然气管道安全保护距离及管道自身防护措施[J].化工设计通讯，2019,45(01):19.
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