拉管施工专项工程施工组织方案

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1、拉管施工专项施工方案、导向钻进原理导向钻进铺管法原理：使用水平定向钻机进行管线穿越施工，其 工作过程是通过导向仪进行导向和探测， 先钻出一个与设计曲线相同 的导向孔，然后再将导向孔扩 大，把产品管线回拖到扩大了 的导向孔中，完成管线穿越的 施工过程。施工过程一般分为 三个阶段：第一阶段是按照设 计曲线尽可能准确的钻一个导向孔；第二阶段是将导向孔进行扩导向钻进铺管法原理图图1孔；第二阶段是将产品管线（一般为PE管道或钢管）沿着扩大了的导向孔拖到钻孔中，完成管线穿越工 作。本次施工工序见下图：管道铺设工序流程图图21. 导向孔的钻进过程导向钻进是铺管成功的关键环节之一，这个过程需要至少两名操 作人

2、员，一名钻机操作者，操作钻机，控制钻具在地下的状况；另一 名是定位探测仪操作员，负责监测、探测钻头在地下的走向和进尺情 况。钻头上装有可发射无线信号的探头，它可穿过地层发出一种特殊 的电磁波，操作员手中的探测器可以接受这些信号，并经过处理后， 让钻机操作者及时了解钻头目前的位置，显示的信号包括钻头走向、 深度，造斜率和面向角等信号，以便及时调整钻头的方位，确保钻头 按照事先设计好的轨迹钻进。钻机操作者可以在钻机上，通过仪表掌 握钻进过程中施加给钻杆的压力和回转扭矩， 在钻机仪表盘上，还可 以看到来自探测装置反馈过来的一切信息， 钻机操作者通过这些信息 来调整钻头方位，操作台上的液压仪表和远距离

3、信息显示仪表， 就像 操作者的眼睛一样，可以随时观察孔底情况。钻机使用76CM的钢管为钻杆钻杆从地面入口倾斜度约为22度钻杆地面距离下料钻3M钻孔深度约为地面距离（M）36912151821242730钻孔深度0.30.60.91.21.51.82.12.42.73（M）如图可依次类推注：此数据为一般粘类土质的土2. 施工要点和施工注意事项1）为确保本工程成功地完成定向钻进的导向工作，要严格按照 设计规划好的穿越曲线钻进，主要是控制好钻进曲线不同位置的深度 和造斜率。在不超过管道弹性敷设半径或钻杆弯曲极限的范围内，操 作员应确保按设计的轨迹钻地，如果前一段钻进没有完全符合设计曲 线，所出现的差

4、值可以通过下一段来修正， 并记录实际钻孔与钻孔的 偏差，通过计算来调整钻进的参数。2）设计钻孔轨迹时重点考虑以下影响因素：待回拖管线的材质、 尺寸、曲率半径；钻杆弯曲极限；地层条件；地上、地下障碍物状况；3）导向孔钻进时，采用带斜面的非对称钻头。若一边旋转一边 推进，钻孔呈直线延伸，即钻出一个直孔，若钻头只推进不旋转，由 于地层给斜面钻头的反力的作用，使钻头朝斜面法线的反方向钻进，即实现造斜功能，钻出曲线或造斜孔。钻机操作人员根据地表的接收 器探测出钻进参数（钻头的位置、深度、倾角和工具面向角等），判断钻孔位置与设计曲线的偏差，并随时进行调整，以确保穿越曲线按 照设计的走向钻进。4）钻机配有控

5、向探测仪器，其作用就是及时探测钻头在地下的 实际位置，并将探测结果传输到地面接收显示器和司钻操作台上的远 程显示器，司钻根据这结显示的数据进行方向调整和纠偏。5）在改变方向的过程中，钻孔的转角或转弯半径应该控制在一 定的范围内（R=50D，即导孔轨迹的弯曲半径应大于 8m），只考虑 钻杆的弯曲半径即可，使实际的钻孔曲线尽量平缓，以利于回拖。6）钻机场地准备好钻机到达现场安装调试完毕后，开始钻导向孔。导向孔的钻进质量或成败取决于下述因素：a .钻头实际的左右位置偏离，深度和最小离地间隙（或最小地面覆盖）。b .导向孔将提供实际的钻进土壤状况的资料，为正确决定预扩孔或回拖和子的工艺提供依据。c .

6、完成的导向孔曲线应该圆滑并逐渐转向，以便满足回拖管子的要求。7）为顺利完成导向孔曲线的钻进，关键要十分注意以下各点：a .正确地钻进第一根钻杆是非常重要的。先在钻头入土处挖一个小坑，使坑的平面与钻头进入方向垂直，并确信泥浆已经搅拌好 已经具备开钻条件。b . 钻头转向6点钟的位置，开动钻液泵。确信钻头喷嘴中有 钻液流动。开始朝前推进并穿透地面保持钻头进入地面的斜度。第一根要没有任何转向直钻。c .接上第二根钻杆之前，要将这根钻杆转动并将钻头抽回入口坑，再将该钻杆旋转钻入地下。因为导向板总是大于钻头，这样重 复钻进一次会形成更好的导向孔，并且可以在钻杆和孔壁间维持一个 环形空间。8）钻进前都要确

7、认泥浆泵是开着的。并观察压力表指示。应及 时调整钻液流量，以便入口坑有泥浆流回这有助于操作员判断环形空 间是否仍然畅通。如果钻液压力表指向了最大值并停止在该位置，这可能说明钻头 喷嘴堵塞住了。这时将钻头拖回将堵塞物清除。在清理喷嘴或卸下喷 嘴之前，要确信钻机上泥浆压力已经卸掉。9）在钻孔的全程，定位员要决定钻孔的斜度、深度和与计划路 径相关的实际钻孔路径。然后由操作员调整钻位置来达到。 在朝前推 进至旋转的过程中，密切注意遥控显示器上斜度的变化是非常重要的。10）对于任何一根钻杆，抽回再重复钻进有利于在钻孔中维持环 形空间也有利于充分混合泥土，并且钻液可以流过整根钻杆。重复钻 进技巧的运用有利

8、于在导引孔中维持一个良好的环形空间。11）钻机操作员要注意观察，在出口坑没有钻液流出，意味着由 于缺乏钻进经验或者使用了不适当的钻液， 而导致了钻孔中环形空间 的堵塞。随着钻孔长度延长，由于进入地下的钻杆摩擦力增加，从而 旋转压力将会增大，旋转压力充分增大，可能是土层吸水并在钻杆四 周膨胀的标志。如果这种情况发生，需要重新调整钻进泥浆和添加剂 的性能和比例，或者重新钻导向孔。12）在整个钻孔过程中，必须时刻保证钻机操作员和定位员之间 的良好的通讯联系。（一）预扩孔1. 预扩孔的工艺过程预扩孔就是在实际铺设管线之前，经过一次或多次的扩孔来扩大 钻孔的直径，以减小回拉铺管的阻力，确保施工顺利完成。

9、最终成孔 直径一般比管子直径大200毫米（或是管径的1 . 5倍）。导向孔钻完成后，将钻头从钻杆上卸下，安装上合适的反扩孔钻 头和分动器，然后在分动器后面接上回拉钻杆，进行扩孔钻进。扩孔 的速度和地质及钻机的参数等因素有关，要选用合适的扩孔工艺参数 才能顺利完成扩孔工序。2. 预扩孔的原则和需要注意的事项1）预扩时，回扩头后面带的不是管子而是钻杆，钻杆是通过万向节与回扩头连接被拖入钻孔中的；2）在将后面的钻杆安装之前，要确信钻机是被锁定的；3）当扩孔完成，拉完足够的钻杆后，将钻机锁定，用液压管钳 在出口点卸开钻杆接头，接上回扩头、万向接和钻杆转换连接杆；4）按照安全操作步骤进行预扩。保持机组成

10、员与操作员密切联 系，确保整个连接过程的安全。5）扩孔时视工作坑反浆情况，合理调配泥浆的粘度、比重、固 相含量等技术参数。（二）回拖管线1. 回拖管线的工艺过程经过预扩孔后，才可以进行 PE管的回拖工作，回拖管线时 PE管 在扩好孔的孔中是处于悬浮状态， 管壁四周与洞之间由泥浆润滑，这 样即减少了回拖阻力，又保护了管线防腐层。经过钻机多次预扩孔， 最终成孔直径一般比管子直径大150毫米，所以不会伤害PE管外壁。先将拉管头与待铺管道联接起来，然后将拉管头与分动器联接， 随着钻杆的回拉，管道慢慢进入孔内，直到完成全部管道的铺设。然后卸下扩孔钻头及分动器，取出剩余钻杆取下拉管头，铺管工作完 成。2.

11、 回拖管线时的注意事项1）回扩的过程中，主要是目标是将回扩头切削下的钻屑与钻液 混合成泥浆，以便将泥浆排出，为新装管线提供足够的空间；2）回拖的过程对于成功地完成一个钻孔是非常重要的，这时需 要合适性能和足够的钻液；3）将回扩头与钻杆连接起来之前，检查万向节是否可用手自由 转动;4）拖头是锥形的封头，要求能承受回拖过程中将要承受的回拖力；5）在回拖前、过程中和回拖之后，操作员和在产品管线一侧的 机组成员之间要求有通讯良好的对讲机；6）回扩的速度不能够太快，回扩时需要时间切削地层并将切屑 混合成泥浆；7）拉管过程中为防止水及其它杂物进入待铺管道内，PE管末端 设PE端帽，与拉管头连接方式见下图：

12、皿0嗔潸拉管头与PE管连接示意图图3泥浆泥浆是定向穿越中的关键因素，被视定向钻的“血液”，其主要作 用是携带和悬浮钻屑并排到地表，稳定孔壁和降低钻进时所需的扭矩 和推拉力、冷却和冲洗孔底钻具。泥浆的主要工艺性能是流变性和失 水造浆性，现场控制的主要因素是泥浆的粘度， 各种添加剂的配制以 及泥浆的压力和流量。1. 泥浆性能的控制和调整泥浆添加剂：为保证泥浆具有良好的流变性、 高携砂性、固壁和 润滑性能，在配出基浆的基础上，再按基浆重量的2 4%。比例加入 的各种泥浆添加剂，使用的泥浆添加剂有：增粘剂、固壁剂和润滑剂等。粘度控制：根据穿越段地层情况，在钻导向孔阶段，泥浆粘度控 制在35-45S;在

13、预扩孔和回拖阶段泥浆粘度提高 5-10S;实际工作中， 泥浆的粘度随土层的不同而变化，并选用不同的添加剂。2. 泥浆用量定向穿越泥浆压力和流量是控制原则是高流量、低压力，通过调整高压泥浆泵的档位和转速，泥浆喷嘴的直径和数量，控制钻进和回 拉速度等。造斜段：每方添加 2包易钻+ 0 . 25升 帮手+ 0 . 25升 万用王；水平穿越段：每方添加 2包易钻+ 0 . 51升万用王。按 照工程情况计算，该工程需配制钻井液约 90100方，根据设计配 方大约需要使用Hydraul-EZ易钻200包和3桶IVP万用王。现场准备56吨Hydraul-EZ易钻，3桶IVP万用王和部分帮手。（三）PE管的保

14、护、焊接及安装1. PE管搬运、运输与存放1）管材搬运时,必须用非金属绳吊装。2）管材、管件搬运时，应小心轻放，排列整齐。不得抛摔和沿 地拖 。3）陆地搬运管材、管件时，严禁剧烈撞击。4）车辆运输管材时，应放置在平底车上；直管和盘管均应捆扎、 固定，避免相互碰撞。堆放处不应有可能损伤管材的尖凸物。5）管材、管件运输途中，应有遮盖物，避免暴晒雨淋。6）管材应水平堆放在平整的支撑物上或地面上。堆放高度不宜 超过1. 5m，当管材捆扎成1m x 1m的方捆，并且两侧加支撑保护 时，堆放高度可适当提高，但不宜超过 3m。管件应逐层叠放整齐， 应确保不倒塌。并宜便于拿取和管理7）管材、管件在外临时堆放时

15、，应有遮盖物。8）管材存放时，应将不同直径和不同壁厚的管材分别堆放。受 条件限制不能实现时，应将较大的直径和较大壁厚的管材放在底部， 并做好标志2. 管道检验1）管道的检验：除检查管道的合格证外，还要进行管道外观的 检验，防止有划痕、破裂等。2）管道切口表面平整，其倾斜偏差为管道直径的1%,但不得超 过3毫米。3焊接在焊接过程中，操作人员一般应参照焊接工艺卡各项参数进行操 作。但必要时，应根据天气、环境温度等变化对其作适当调整。1）核对欲焊接的管材规格、压力等级是否正确，检查其表面是 否有磕、碰、划伤，如伤痕深度超过管材壁厚的10%,应予以局部切 除后方可使用。2）用干净的布清除两管端的油污或异物。3）将欲焊接的管材置于机架卡瓦内，使两端伸出的长度相当（在 不影响铣削和加热的情况下