河定向钻穿越施工方案.doc

1 目目 录录 第一章第一章 工程概况工程概况.2 1 编制依据.2 2 工程概况.2 3 主要施工设备、材料情况.4 第二章第二章 施工部署施工部署.8 1 施工管理机构.8 2 关键施工工序.10 3 施工总体计划 10 第三章第三章 工程施工方案工程施工方案.11 1 穿越施工工艺流程图.11 2 测量放线 12 3 进场道路及场地的平整.12 4 定向钻施工.15 5 穿越段管线预制施工.23 6 质量保证措施.34 第四章第四章 HSEHSE 保证措施保证措施36 1 HSE 管理体系 .36 2.HSE 设施及用品.39 3. HSE 管理措施 .40 4 施工过程中的安全、环境保护及处理措施 41 附件一：施工图46 附件二：入土点场地布置图47 附件三：出土点场地布48 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 2 第一章第一章 工程概况工程概况 1 1 编制依据编制依据 施工及验收标准 油气输送管道穿越工程施工规范 GB50424-2007 石油天然气建设工程施工质量验收规范 管道穿跨越工程 SY/T4207-2007 石油天然气金属管道焊接工艺评定 SY/T0452-2012 钢质管道焊接及验收 SY/T4103-2006 管道防腐层补口绝缘密封性实验方法标准 SY/T0074-93 油气长输管道工程施工及验收规范 GB 50369-2006 石油天然气钢制管道无损检测 SY/T 4109-2013 石油天然气建设工程施工质量验收规范 输油输气管道线路工程 SY 4208-2008 埋地钢质管道聚乙烯防腐层 GB/T23257-2009 海西天然气管网二期工程（漳浦-诏安）ZZD054-1ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿 越说明书 储-8541A/明 海西天然气管网二期工程（漳浦-诏安）ZZD054-1ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿 越施工图 储-8541A/1 2 2 工程概况工程概况 2.12.1 工程概况工程概况 本工程为海西天然气管网二期工程（漳浦-诏安）ZZD054-1ZZD054-2 号桩鹿溪 河定向钻穿越，穿越位于福建省漳浦县上浦村和梅北村之间，出入土点坐标分别为入 土点：Y=20558719.38、X=2668329.86，出土点：Y=20558428.93、X=2669023.46。两 边桩号为 ZZD054-1、ZZD054-2，设计水平长度 751.96 米，实长 754.14 米。穿越入土 角 9 度，出土角为 6 度。管道曲率半径为 1220 米。 2.22.2 设计参数设计参数 1）输送介质：天然气 2）设计压力及管道规格 设计压力：7.5MPa 钢管规格：81315.9 钢管材质：L485MB 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 3 钢管方式：直缝埋弧焊钢管 2.32.3 气象条件气象条件 穿越区域气候属于南亚热带海洋季风气候，年降雨量 1450 毫米，春夏多东南风、 西南风，秋季为东北风，冬季为西北风。 2.42.4 地形地貌地形地貌 穿越位置地貌属丘陵，鹿溪河北岸地形较平坦，南岸地形起伏较大，河床两岸为 土质，河床底部最低高程为-0.4 米左右。 2.5 工程地质工程地质 素填土：灰黄色，以粉质粘土为主，混砂，松散，含植物根系，堆填时间为 10 年。该层土层底标高 7.00m，层厚 1.00m。土石等级为级。 粉质粘土混砂：黄灰色，可塑，稍有光泽，干强度韧性中等，无摇振反应。该 层土层顶埋深 0.00-1.00m、平均 0.08m；层底标高 0.40-6.00m。土石等级为级。 淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，干强度韧性中等，含少量有机质。间断分布， 大多地段缺失。该层土层顶埋深 0.00-6.50m、平均 2.93m；层底标高-0.6-0.8m。土 石等级为级。 砾砂：灰黄色，饱和，稍密-中密，主要矿物成分为石英、长石及云母。含卵 砾石，2-5cm，含量 30%。该层土层顶埋深 0.6-8.4m、层底标高-4.7-3.00m。土层等 级为级。 全分化花岗岩：灰白-灰黄-灰黑色，斑状结构，岩芯破碎，干钻可钻进，扰动 后呈泥土，扰动后局部砾砂含量较高。该层土层顶埋深 3.3-12.7 米，层底标高- 11.550.6m。土石等级为级。该层含有孤石，本次勘察揭露两块，均呈中风化花 岗岩，一块层顶埋深 5.7m，层厚 1.3m，另一块层顶埋深 9.3m，层厚 2.8m。 强风化花岗岩：灰黄-灰黑色，斑状结构，岩芯极破碎，该层层顶埋深 10.4- 19.2m 厚度平均 7.5m。土石等级级。 中风化花岗岩：青灰-灰黄-灰黑色，板状结构，岩芯较完整，呈柱状。该层土 层顶埋深 15.60-28.30m，该层未揭穿，土层等级级。 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 4 3 主要施工设备、材料情况主要施工设备、材料情况 3.13.1 施工设备选择施工设备选择 天然气管道穿越长度 754.14m，根据油气输送管道穿越工程设计规范GB 50423- 2007 的相关规定，穿越管段回拖时，最大回拖力采用下式计算： DLK dDD LfF s ss ) 2 ( 4 1 2 式中：F穿越管段回拖力（KN） 。 L穿越管段长度（m）754.14。 f摩擦系数，一般取 0.10.3,本次取 0.3。 D穿越管段的管身外径（m）0.813。 Ds穿越管段的钢管外径（m）0.813。 ds穿越管段的钢管内径（m）0.0159。 r1泥浆密度，一般为 11.512KN/m，本次取 12KN/m。 rs钢材密度 78.5KN/m。 -管道壁厚（m） 。 K粘滞系数。本次取 0.175。 配重后天然气管道回拖力 F=790KN 根据油气输送管道穿越工程设计规范GB 50423-2007，钻机回拖力应以计算 最大回拖力的 1.53 倍考虑，本次计算按照计算值的 2 倍考虑，即钻机回拖力需达 到 1580KN，计划投入钻通公司生产的 ZT-500T 钻机，钻机最大回拖力可达 5000KN， 满足施工要求。 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 5 3.23.2 定向钻穿越施工设备性能参数表定向钻穿越施工设备性能参数表 序号名称参数备注 1 动力（KW/ r/min） 672/ 2100 重庆康明斯 2 动力头扭矩（N.M） 120000 压力 35Mpa 3 额定压力（Mpa） 30 4 钻杆直径（mm） 140 5 钻杆长度（m） 9.8 6 动力头转速（rpm） 0-41-110 7 给进/回拉力（KN） 5000 压力 35Mpa 8 给进/回拉速度（m/min） 0-7-19 9 主轴浮动距离（mm） 110 10 泥浆通道（mm） 100 11 泥浆通过量（L/Min） 1600 12 最大泥浆压力（Mpa） 6 13 钻机入射角（度） 8-16 14 夹持器最大夹持力（KN） 570 15 最大卸扣力矩（N.M） 70000 16 主机外形尺寸（长 X 宽 X 高）MM 17600X3100X3450 运输状态 17 主机单件最大质量 t 46 19 工作环境温度 -20-40 20 参考回扩直径（mm） 1500 根据地层条件 21 参考距离（米）根据地层条件 3.33.3 材料统计材料统计 序号名称、规格及标准号单位数量总质量（kg）备注 一管材管件 1 直缝埋弧焊钢管 81315.9 L485MB m754.14 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 6 二防腐材料 1 定向钻专用补口用热收缩套（带） 813 个 62 三焊接材料 1E6010 Kg33 根焊 2E71T8-k6Kg242 3.43.4 主要设备情况主要设备情况 序号设备名称型号数量生产厂家备注 1 水平定向钻机 ZT-500T 1 台无锡钻通 2 撬装三缸柱塞泵 3HS-150 1 台兰州盛达石油机械厂 3 三缸活塞泥浆泵 NB-500 1 台宝鸡嘉诚 4 钻杆 140-S135 120 根 5 有线导向系统 sharewell 1 套英国 sharewell 公司 6 无磁钻铤168mm1 根 廊坊奥瑞拓 石油钻有限公司 7 200KW 发电 机组 卡特彼勒1 台日本 8 200KW 发电 机 潍柴1 台潍柴 9 射流混浆装置SLH150-401 套西安科迅 10 泥浆罐20m33 个西安科迅 11 挖机CAT3202 台卡特 12 GPS 1 套中海达 3.53.5 主要材料和特殊材料主要材料和特殊材料 序序 号号名称名称规格型号规格型号单单 数数 量量备注备注 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 7 位位 1膨润土T800 2纯碱T20 3CMCT20 4柴油T80 5汽油T5 6液压油桶5 7丝扣油桶15 8水龙带4m 200 9电源线6mm2m 350 10信号线6mm2m 1200 11场地围栏m700 12马氏漏斗套1测量泥浆流量 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 8 第二章第二章 施工部署施工部署 1施工管理机构施工管理机构 为保证海西天然气管网二期工程（漳浦-诏安）ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定 向钻穿越施工顺利进行，针对本工程特点，精心挑选管理和施工人员，组建施工队伍， 按照“高标准、高质量、高速度”的总方针，对工程进行统筹管理，确保实现本工程 的目标。在施工队伍配备上，将配备 1 个穿越机组和 1 个管道安装机组。 在现场通讯保障上，各部门及机组负责人配备移动电话，利用电话、传真、计算 机网络等保证通讯畅通。 1.11.1 施工任务划分施工任务划分 序号单位名称施工任务 1 穿越机组负责钻机场地布置、钻导向孔、扩孔及回拖管线 2 管道安装机组负责布管、组装焊接、防腐、清管、测径、试压 1.21.2 穿越机组组织结构穿越机组组织结构 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 9 穿越机组负 人：沈福祥 施工班长 施伟民 导向员 韩越峰 电工 施伟民 起重 朱彬 技术员 韩越峰 质检员 樊惠萍 安全员 黄荣贵 司钻 何书均 泥浆 王永明 生产经理：李保 东 焊接机组 朱海波 防腐机组 华胜祥 试压机组 孙广东 安装机组负责 人：刘益燕 施工班长 王永明 仓管 周学 生 项目经理：周雄 伟 技术总工：庄德 准 执行经理：崔卫 东 安全经理：李恩 发 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 10 1.31.3 施工施工人员联系方式人员联系方式 2 2 关键施关键施 工工序工工序 本工程关键施工工序为：管线预制、试压、钻导向孔、预扩孔、回拖。关键工序 在施工前 24 小时应提前报验。 3 3 施工总体计划施工总体计划 本工程计划开工日期：2014 年 8 月 1 日，计划完工日期 2014 年 10 月 30 日。计划 总工期 90 天。具体施工部署如下： 进场准备：2014 年 8 月 1 日-2014 年 8 月 6 日 导向时间：2014 年 8 月 7 日-2014 年 8 月 13 日 扩孔时间：2014 年 8 月 14 日-2014 年 10 月 24 日 回拖时间：2014 年 10 月 25 日-2014 年 10 月 26 日 地貌恢复：2014 年 10 月 27 日-2014 年 10 月 30 日 序号岗位姓名 联系电话 1 项目部现场负责人李保冬2穿越机组负责人 沈福祥3 施工班长王永明4 施工班长施伟民5 技 术 负 责 人 韩越峰6 专 职 安 全 员黄荣贵7 专 职 质 检 员樊惠萍8 控 向韩越峰9 司 钻何书均10 司 钻陈洪金11 泥 浆王永明12 电 工施伟民13 起 重朱彬14 仓 库周学生海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 11 第三章第三章 工程施工方案工程施工方案 1 1 穿越施工工艺流程图穿越施工工艺流程图 布 管 测量放线 预制场作业带开拓钻机进场便道修筑 钻机场地铺垫 地锚坑、泥浆池开挖、 泥浆配制 地 锚 安 装 钻机及配套设备就位 测量控向参数 钻 质检员 樊惠萍 机 试 钻 钻 导 向 孔 预 扩 孔 扩 孔 回 拖 测 径、严密性试压 运 管 组 焊 及 检 测 补 口 补 伤 清 管 测 径 强压及严密性试压 泥浆处理 地貌恢复、验收 吹 扫 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 12 2 2 测量放线测量放线 根据设计交底（桩）与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线，确保钻 机中心线与入土点、出土点成一条直线。 3 3 进场道路及场地的平整进场道路及场地的平整 3.13.1 入土点钻机作业场地及便道修筑：入土点钻机作业场地及便道修筑： 入土点作业区场地需求 80m60m（长宽） 。 1）用白石灰将入土点作业区 80m60m（长宽）放线标识，挖掘机配合人工清理 作业区中的障碍物。在作业区边线用挖掘机开挖排水沟 0.5m0.5m。 2）用挖掘机将作业区平整、压实； 3）钻机位置铺垫路基板； 4）用挖掘机将作业区平整、压实，并在除进口以外的其他作业区边界上安装施工 护栏，在进口醒目处和其他有安全隐患的部位安装安全警示标识 施工便道修筑需要路面平坦路基牢固并能达到主钻机轮式行走承压强度，能保证 施工机具设备的行驶安全. 施工便道的宽度为 6m，高于两侧地表 0.3m（压实后） ，弯 道的转弯半径应大于 18m。场地使用单斗或人工局部平整后压实，分层铺垫土、钢板。 场地四周挖 0.5m 宽 0.5m 深的排水沟；在钻机场地附近挖一泥浆池 （20m20m1.5m）泥浆池内铺彩条布，泥浆用水从河流中抽取，抽取河水时用过滤 网进行过滤，水质经过化验已合格。钻机场地平整完成后，钻机场地四周及泥浆池四 周设置 1.5m 高脚手架和围栏，安装进场大门。 3.23.2 出土点场地出土点场地: : 利用施工作业带进入出土点。 1）出土点作业区的修筑：出土点作业区宽度为 60m，长度为 50m，将边线和穿越 中心线标识出。 2）用将出土点作业区 60m50m 放线标识，挖掘机配合人工清理作业区中的障碍 物。在作业区边线用挖掘机开挖排水沟 0.5m0.5m，通向施工便道边的河道内。 3）挖泥浆池 1 个（20m20m1.5m）泥浆池内铺彩条布。 4）管线从高铁边线后开始焊接。 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 13 3.33.3 地锚坑及套管埋设：地锚坑及套管埋设： ZT-500T 水平定向钻的锚固箱采用尺寸为 400020001800mm，箱体采用钢板、 工字钢等制作而成，锚固坑开挖尺寸为 420022001800mm，锚固坑采用机械开挖配 和人工开挖。锚固箱应顺着已经开挖好的锚固坑位置安放，锚固箱安装就位后，向锚 固箱内注满清水。 地锚箱结构如下图： 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 14 2）锚固箱牵引拉杆至钻机后地锚，钻机后地锚为 1.5 米5 米0.2 米（厚）钢 板桩（2 块） ，钢板桩横插于钻机后方，平行于前地锚，深度为 2 米左右。后地锚用来 稳固前锚固箱，增加安全系数。安装示意图如下图所示： 钻机就位示意图 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 15 4 4 定向钻施工定向钻施工 4.14.1 钻机及配套设备就位钻机及配套设备就位 1）将钻机就位在穿越中心线位置上，钻机就位完成后，测量控向参数、泥浆配制、 试运转设备是否正常。 2）设备连接 保证设备安装顺利进行，防止设备因作业场地限制而发生拥挤现场。设备进场安 装应按照先后顺序进行。设备进场安装顺利为：钻机安装泥浆系统安装泥浆泵安 装钻杆摆放就位其他设备安装就位。 锚固箱安装就位后，用吊车配合，将钻机及配套设备连接安装就位，根据管道穿 越中心线，调整钻机的左右位置，使钻机中心线与管道穿越中心线重合；根据设计图 纸提供的入土角调整钻机高度，使钻机的行走轨道与水平面的夹角与设计的入土角相 吻合。其它动力系统、泥浆系统按平面布置摆放在相应的位置。详细安放位置见定向 钻穿越入土侧平面布置图。 钻机安装时，为保证钻机的稳定，需要对钻机基础采取加固处理措施，即在钻机 下面的地板上铺垫一层钢板，然后将钢板和钻机锚固箱连接在一起。 4.24.2 测量控向参数测量控向参数 在施工作业带内无外界干扰的情况下，控向参数的测量尽量在设备进场前测量放 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 16 线后完成，这样可在施工占地范围内将探测器装入防磁钻杆内。采用在入、出土点两 侧沿中心线多测几点取平均值的方法，确定初步控向参数；再将探测器取出只用探测 器测量控向参数，再取平均值并与上一个平均值进行比较，如差异很小，可取平均值 获得实际的控向参数，如相差很大，必须重新测量。 直接用探测器测量控向参数，探测器必须完全摆放在管道穿越中心线上，在中心 线上选择远离干扰源的地方，在入、出土点的不同位置测取 10 个以上的数据，差别不 大时取平均值，差别大时，分析原因后重新测量。 实际测量获得最佳控向参数后，做好原始记录。 4.34.3 泥浆配制泥浆配制 据设计文件的地质资料知，穿越经过地层主要是强风化花岗岩，对泥浆的要求比 较高，为克服这种不利因素，我们将采取以下措施： 1)现场取土样水样，按照实验确定好的泥浆配比修订配比数据，采用一级膨润土 加上泥浆添加剂，配出具有高效护壁、润滑降扭等特性的泥浆，保障穿越成功率。 2)配置泥浆用水选取附近的河水作为水源（已经过化验合格） 。 3）针对本次穿越地层特点，我们选用优质的钠土作为施工主要材料，加一定比例 的添加剂等。 这些泥浆配制方案都是根据设计提供的地质报告得出的，在扩孔时扭矩及拉力大 小来确定地质的分布不同，统计扭矩及拉力大小的直线距离从而得出每一层配置泥浆 的粘稠度，现场泥浆采用马氏漏斗进行检测。 导向时泥浆配比原则： 取淡水 18 方，加入钠土 1.2 吨，加 10Kg 片碱，10KgCMC（具体根据返浆情况微整） 扩孔时泥浆配比原则： 取淡水 18 方，加入钠土 1.2 吨，加 10Kg 片碱，10KgCMC（具体根据返浆情况微整） 回拖时泥浆配比原则： 取淡水 18 方，加入钠土 1.2 吨，加 10Kg 片碱，10KgCMC（具体根据返浆情况微整） 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 17 在此基础上每二罐检查一次泥浆的粘稠度，泥浆的粘稠度应保持在 70s 以上（采 用马氏漏斗检测泥浆的粘稠度） 。此泥浆配比及流速控制，是根据经验而得出的结论。 施工时泥浆流速控制： 导向：导向时泥浆排量约为：13L/S,粘稠度应保持在 70s/L 以上。 第一级扩孔：扩孔时泥浆流速约为：16L/S,粘稠度应保持在 70s/L 以上。 第二级扩孔：扩孔时泥浆流速约为：16L/S,粘稠度应保持在 70s/L 以上。 第三级扩孔：扩孔时泥浆流速约为：16L/S,粘稠度应保持在 70s/L 以上。 第四级扩孔：扩孔时泥浆流速约为：16L/S,粘稠度应保持在 70s/L 以上。 第五级扩孔：扩孔时泥浆流速约为：16L/S,粘稠度应保持在 70s/L 以上。 洗孔一：扩孔时泥浆流速约为：16L/S,粘稠度应保持在 70s/L 以上。 洗孔二：扩孔时泥浆流速约为：12L/S,粘稠度应保持在 60s/L 以上。 回拖：回拖时泥浆流速约为： 6L/S,粘稠度应保持在 60s/L 以上。 泥浆的流速值、粘稠度均应在每小时检测一次。 4)为了使膨润土有足够的水化时间，在用量不改变的情况下，我们使用快速水化 装置并增加泥浆罐数量，在此工程中使用 2 个泥浆搅拌罐。 5）泥浆用量计算 导向孔钻进泥浆用量： 导向时平均每根钻杆钻（79 根钻杆）进约为 90min。在导向孔作业过程中，泥浆 泵泵送泥浆的时间为：118 小时，因此，泵送的泥浆量为： 13L/s1183600/10005522m3,导向孔 90%泥浆采用回收处理，剩余为 500m左右泥 浆。考虑到卸钻杆、有线连接信号线的时间，因此，完成导向孔约 118+15=133 小时。 扩孔泥浆用量： 在泥浆泵的排量一定、泥浆携带能力一定的情况下，每根钻杆所需要的扩孔时间 基本上和导向孔一致，因此，完成每遍扩孔需要 118 小时。由于每遍扩孔的纯施工时 间和导向孔基本一致，因此，泵送的泥浆量为：16L/s1183600/10006796m3。95%泥 浆采用回收处理，剩余为 340m左右泥浆。考虑到卸钻杆时间，每一遍扩孔时间约为 118+5=123 小时。 回拖泥浆用量： 由于每米长度的扩孔体积为：3.14*(0.813/2)=0.518m3。泥浆泵的排量为 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 18 0.24m3/min。最快回拖速度为：3m/min。考虑到卸钻杆的时间（平均每根钻杆约 4min）和回拖前的准备工作，整个回拖时间约为 5.4 小时。泥浆量为： 240L/min2.360/100033m3。 剩余泥浆处理： 根据现场地质情况，需出入土点各开挖一个泥浆池，尺寸为 20m20m1.5m 以及 20m20m1.5m，多余泥浆运至泥浆处理站。 6)泥浆在各个阶段所起的作用如下： 钻导向孔阶段要求尽可能将孔内的泥沙携带出孔外，同时维持孔壁的稳定，减 少推进阻力； 预扩孔阶段要求泥浆有很好的护壁效果，防止地层坍塌，提高泥浆携带能力； 扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携带能力；同时还有很好的润滑能力， 减少摩阻和扭矩。 4.44.4 钻机试钻钻机试钻 开钻前做好钻机的安装和调试等一切准备工作，试钻 12 根钻杆后，确定系统运 转正常，即可正常钻进。 4.54.5 钻导向孔钻导向孔 1）导向孔的钻进 导向孔的钻进是整个定向钻施工的关键，为了保证采集数据的正确性，减少人为 的数据录入错误。我们将采取自编的小程序，使控向系统计算机生成的控向数据经过 一、两步的转换后，自动生成 Excel 文件，以保证控向数据的可打印性和传输性，减 少人为录入数据的错误。控向对穿越精度及工程成功至关重要，并直接关联到管道穿 越，开钻前仔细分析地质资料，确定控向方案，泥浆与司钻重视每一个环节，认真分 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 19 析各项参数，互相配合钻出符合要求的导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表 参数分析成孔情况，达到出土准确，成孔良好。为保证数据准确，在管中心线的 2 个 不同位置测取，且每个位置至少测 3 次，进行对比，并做好记录；利用探头对方位角 进行测量，可以保证穿越曲线的偏差满足设计要求，为保证钻导孔时不呈“S”形,我 方采用的是英国 Sharewell 公司生产的 APS 定向系统,确保出土位置准确无误，曲线平 滑，在磁场干扰较大的地方我方布线圈来满足 APS 定向系统的磁场的稳定性。 控向系统采用 Tru-Trucker system 实时跟踪系统和 APS 系统进行跟踪定位，可以 确保出土位置准确。 穿越施工钻导向孔是一关键工序。根据设计曲线钻导向孔，并根据管径大小确定 每根钻杆的折角，实时跟踪测量，并做好记录，在穿越曲线上每隔 9.8m 左右设数据控 制点，以此控制导向孔的钻进。 在进行导向孔钻进时，应严格控制钻孔方向，保证钻孔曲线与设计穿越曲线吻合。 因此，在导向孔钻进时应对控向系统进行测试，主要测试内容包括：1、测试钻工控制 台，在测试过程中，如果钻工控制台表盘显示数字为“88888888”时，证明司钻控制 台存在问题，需要进行故障排除。2、测试数据接口装置，接口装置是数据传输到计算 机的通道，如果接口装置出现故障，将会在计算机显示屏上显示故障类别，需要技术 人员进行故障排除。3、探头诊断，包括探头校正检查、数据连续获取检测。 所有测试并调校完后，进行正常钻进。 在导向孔钻进过程中，应严格按设计给出的穿越曲率半径进行，穿越曲率半径为 1500D。 在钻进过程中，还应注意每根钻杆的折角，折角不宜过大。钻杆折角应符合下表 的要求。钻杆折角 孔径 (mm)每根钻杆最大折角（ ）4 根钻杆累加折角（ ） 8130.451.8 本次穿越工程用ZT-500T型水平定向钻机实施。钻导向孔的钻具组合是：钻杆采用 5 1/2S-135，API 标准 S135 内部加厚型钻杆、钻头采用 9-1/2镶齿三牙轮钻头； 6-5/8无磁钻铤；螺杆马达；控向系统采用 Tru-Trucker 系统进行跟踪定位，可以确 保出土位置准确。 控向对穿越精度及工程成功至关重要，并直接关联到主管穿越。开钻前仔细分析 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 20 地质资料，确定控向方案，泥浆与司钻重视每一个环节，认真分析各项参数，互相配 合钻出符合要求的导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况， 达到出土准确，成孔良好。 4.64.6 预扩孔预扩孔 导向孔完成，卸下控向用钻具，连接扩孔器，喷射泥浆检查合格后，报验完毕后 再开始扩孔作业。 扩孔级别如下：扩孔级别如下： 第一级采用 20(508)岩石扩孔器； 第二级用 26(660)岩石扩孔器+扶正器； 第三级用 32(810) 岩石扩孔器+扶正器； 第四级用 38(960) 岩石扩孔器+扶正器； 第五级用 44(1120) 岩石扩孔器+扶正器； 清孔一用 44(1120) 岩石扩孔器+40(1016)桶式扩孔器； 清孔二用 40(1016) 桶式扩孔器； 最后用 36(915)桶式回拖管线。 4.74.7 回拖回拖 管线回拖时采用发送沟漂管方式进行施工，管线回拖必须按照要求报审得到监理 检查合格允许回拖方可回拖。 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 21 拟采用的钻具组合为：拟采用的钻具组合为： 36桶式扩孔器+400T 回拖万向节+5 1/2S-135 钻杆+穿越管线。 回拖时进行连续作业，避免因停工造成阻力增大，管线回拖前要仔细检查各连接 部位的牢固。 a） 连接前用泥浆冲洗钻杆，以确保钻杆内无异物； b) 连接后要进行试喷，确保水嘴畅通无阻； c) 旋转接头内应注满油，确保旋转良好； d) 回拖前对钻机、泥浆泵、钻杆等设备钻具进行保养和小修，尽可能避免其 回拖过程中存在问题。钻杆钻具要经过无损检测合格后才能使用。 4.7.1 确保管线回拖顺利的措施 确保导向孔平滑、顺畅、满足设计曲率半径的要求，并避免出现 S 弯。 最后一次扩孔（清孔）前对钻机等主要设备进行一次全面检查和维护保养，拖管 前再进行系统检查，确保回拖过程中设备不出现问题。 及早做好拖管的各项准备工作，在各项工作准备好后，再进行最后一次扩孔（清 孔） ，尽量压缩扩孔完成后和回拖前的停工时间，减少风险，若停工时间超过 24 小时， 需要再进行一次清孔后再回拖。 调整好管道的入孔角度，与出土角保持一致，避免因管线弯曲造成应力过大而使 回拖困难，根据施工实际情况，可将洞口沿轴线方向前挖 20 米左右，以达到降低支撑 高度，管道入洞容易的目的。 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 22 通过调整泥浆性能，提高泥浆悬浮、携带、润滑、固孔、堵漏等功效。适当增加 聚合物含量，提高泥浆的悬浮和固孔能力；加入泥浆流变剂，使泥浆在较高的粘度下保 持良好的流动性，提高携带能力，降低粘滞力；加入润滑剂减小摩阻，对上部砂层起到 良好的封闭作用。 在回拖时进行连续作业，避免因停工造成卡钻。回拖前仔细检查旋转接头、连接 头、扩孔器的连接，确定连接牢固，按照要求进行工序报验，合格后方可回拖，回拖 时两岸要加强联系，协调配合将管线敷设到预定位置。 4.7.2 管线回拖防腐层保护措施 由防腐作业人员配合管线回拖作业，在管道回拖前对管道防腐层做全面的电火花 检查，对破损处进行及时补伤。在回拖过程中，随时检查管道防腐层与防腐套是否有 破损。一旦发现防腐层遭到破坏，立即对破损处进行处理，并找出防腐层被破坏的原 因，及时排除危害,具体安排为电火花检测人员 2 名,防腐补伤人员 4 名,职责分明,分 工协作。 在管道回拖之前，再次采用扩孔器对孔道进行回拖清理，目的是将孔内孔底沉积 物清出孔内，同时对扩好的孔壁再次进行护壁加固润滑处理，保证管道的顺利回拖。 防腐层，并设专人指挥。下沟时吊点距离要符合设计要求，管道下沟采用大吨位 尼龙吊带，防止与管道发生硬接触，损伤防腐层。 大口径管道的钢性较大，开挖的入孔槽深度和长度要满足管道入洞时的曲率半径 要求，入孔槽深度不小于 2m，以保证管线顺利进入扩好的空洞中，并能防止划伤防腐 层。 回拖过程中，使用的泥浆必须符合规定的要求，并与穿越段地质条件相匹配，保 证孔内的光滑性；使用的泥浆量必须保证充满整个孔洞，尽量在回拖时使管道在孔洞 内处于漂浮状态，减少管道在孔洞内与孔洞壁间的磨擦，防止在孔洞内管道防腐层被 损伤。 回拖前用电火花检漏仪检测管段的绝缘性能和逐个检查补口保护套的防护。 4.84.8 回拖后试压测径及扫水回拖后试压测径及扫水 按照设计技术规范要求及以往穿越经验，在管道回拖完成后，进行一次严密性试 压，试压施工过程和穿越管道回拖前的情况一样。天然气管线严密性试验压力为 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 23 11.25Mpa，稳压 24 小时，压降不大于 1试验压力值，且不大于 0.1MPa 为合格。试压 后进行排水，一般地段通过排放口自然排放，试压水就近排放到附近的河流中，再采 用压缩空气推动排水清管器。清管次数不少于两次，以开口端不再排出杂物为合格。 清管合格后采用铝板制作测径板进行测径。测径板直径为试压段中最大壁厚钢管或弯 头内径的 92%。当测径板通过管段后，无变形、皱褶为合格。测径结束，按业主或监理 的规定作好记录，并由业主或监理签字确认。 5 5 穿越段管线预制施工穿越段管线预制施工 5.15.1 运输运输 5.1.1 防腐管的交接：防腐管装运前，逐根对防腐管进行检查，检查内容包括： 核对管号，查看出厂合格证； 检查防腐层外观是否完整、光洁，有无刮伤、针孔、起泡等情况； 管子本身有无偏压、摔坑、弯曲等； 查看管口 有无保护装置，有无碰伤、压扁等。 检查管口与管轴线的垂直度。 防腐管检查验收后，监理和业主在交接单上签字确认，验收合格的防腐管方得 装运。 5.1.2 防腐管的装卸 防腐管装卸应使用管端专用吊钩，以免损坏管口。吊钩宽度大于 60mm，深度应 大于 60mm，与管子接触面作成与管子内壁相同的弧度； 在吊装过程中，钢管与吊绳的夹角不宜小于 30，以免产生过横向拉力损坏管 口。若以 12m 管长计算 ，吊绳单边长度不得小于 7m； 吊装中需有专人指挥，管子两端应设晃绳使卸放位置准确； 起吊和卸管时应轻起轻放，避免管子与其他物体或管子之间相互碰撞。在卸吊 钩之后，应控制好晃绳以防吊钩损坏防腐层； 捆扎用具采用外套胶管的钢丝绳或尼龙带。 5.1.3 防腐管公路运输 运管使用专用的拖管车，管子超长不得超过 3m，拖车与驾驶室之间要有止推挡 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 24 板。 运管车辆必须限速行驶，避免急刹车，防止管子移位，破坏防腐层。为了更有 效地保护管子涂层，运输过程中拖管车底部采用厚度不小于 15mm 的橡胶板或 其他柔性材料做软垫层，其宽度不得小于 100mm；层间采用厚度不小于 5mm， 宽度不小于 100mm 的橡胶板或其他柔性材料作衬垫；管子在运输之前应检查捆 扎质量，捆扎用具接触管子的部位要衬垫软质材料，以免损伤防腐层。 5.1.4 防腐管的堆放 防腐管应同向分层码垛堆放,堆放高度应保证管子不失稳变形、不损坏防腐层。 不同规格、材质的防腐钢管应分开堆放。 每层防腐管之间垫放软垫，最下层的管子下宜铺垫枕木或砂袋，管子距地面的 距离应大于 50mm，为保证管垛的稳定，最下一层的防腐管应用楔子固定。 5.25.2 布管布管 布管时管子的安装使用专用的吊机具，吊带的强度满足吊装安全要求；钓钩与 管口接触面与管口曲率相同，宽度不小于 60mm；爬犁运管时管子与爬犁之间应 用软质材料隔开。 吊管机吊管易单根吊运，吊装时轻起轻放，防止碰伤防腐层和管口。 布管前应先选配管口相邻两管口周长误差不大于 5mm。 5.35.3 管道组对管道组对 管口清理 10mm 范围内，无损、无铁锈、油污、油漆、毛刺。 对口前应再次核对钢管类型、壁厚、防腐层类型及坡口质量，必须与现场使用 要求相符合。 管口直缝错开间距大于或等于 100mm。 组对之前检查管口椭圆度，控制错变量，必要时对管口进行校正。当壁厚 14mm，错边量不大于 1.6mm；当壁厚 14mmt17mm，错边量不大于 2mm； 钢管短节长度不应小于管子外径且不应小于 0.5m。 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 25 5.45.4 组装焊接及检测组装焊接及检测 按设计要求组焊。焊接采用半自动焊机进行焊接，根焊焊接方法采用手工电弧焊， 填充与盖帽焊接方法采用自保护药芯焊丝。焊道要按设计要求及规范规定进行外观检 验、100X 射线照相检验加 100%超声检测复验。 5.4.1 焊前准备 焊接表面应均匀、光滑，不得有起鳞、磨损、铁锈、渣垢、油脂、油漆和其它 影响焊接质量的有害物质。管内外表面坡口两侧 25mm 范围内应清理至显现金 属光泽。 管端坡口的加工一般应采用机加工，特殊情况下可采用氧乙炔切割加工，但必 须用动力角向磨光机将坡口修磨均匀、光滑。 坡口角度、钝边、根部间隙、对口错边量应符合焊接工艺规程的要求。 对口处原有管焊缝必须修磨，并符合焊接工艺规程的要求。 沟上焊接作业空间高度应大于 400mm。 5.4.2 预热要求：焊前预热温度为 100150，预热方法采用环型火焰加热方法进行， 预热后应清除表面污垢。预热宽度以坡口两侧宽度各大于 75mm 为宜。保障在预热范围 内温度均匀，预热要求按焊接工艺规程的有关规定执行。预热温度应在距管口 50mm 处 测量，均匀测量圆周上的 8 点。 5.4.3 施焊工艺： 采用外对口器组对，撤离外对口器前应完成全部根焊道； 焊接方法为纤维素型焊条根焊+自保护药芯焊丝半自动焊填焊、盖面； 焊接方向为下向焊，每层焊道焊工数为 2 名，同时施焊时，为防止焊花飞溅破 坏管道防腐层，采用胶皮对焊接飞溅进行防护； 根焊与填充焊时间间隔不大于 10 分钟； 在管子焊接时，应采取有效措施防止管内产生穿堂风； 现场焊接时，有关接头设计、焊接层数、焊接工艺参数。 5.4.4 操作规程 沟上焊接作业空间高度应大于 400mm； 焊接前，管口准备和焊前准备工作应达到工艺规程要求； 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 26 焊接前应在焊接试板上试焊，调整焊接参数； 焊接时，应严格执行焊接工艺规程。在两名焊工收弧交接处，先到达交接处的 焊工应多焊部分焊道，便于后焊焊工的收弧； 焊道的起弧或收弧处应相互错开 30mm 以上。严禁在坡口以外的管表面上起弧。 焊接前每个引弧和接头必须修磨。必须在前一焊层全部完成后，才允许开始下 一焊层的焊接； 根焊完成后，应用角向磨光机修磨清理根焊道； 焊接时，填充、盖面焊允许采用排焊方法 。为保证盖面焊的良好成型，填充 焊道填充（或修磨）至距离管外表面 12mm 处为宜； 在盖面焊前，根据填充情况在立焊部位可增加立填焊； 焊口完成后，必须将接头表面的飞溅物、熔渣等清除干净 在焊接作业中，焊工应对自己所焊的焊道进行自检和修补工作。 焊接时发现偏吹、粘条或其它不正常现象时，应立即更换焊条并修磨接头后施 焊。 焊接施工中，应按规定认真填写有关原始记录。 5.4.5 返修：焊缝返修在监理人员的监督下，由具有返修资格的焊工依照返修焊接工艺 规程进行返修。 5.55.5 补口、补伤补口、补伤 定向钻穿越段管道补口采用“双组份液体环氧涂层+定向钻穿越专用辐射交联聚乙 烯加强型热收缩补口带” 。首先外包覆一层定向钻主补口带，在主补口带的定向钻穿越 方向一端覆盖一个加强带，加强带宽度不小于 120mm。对小于或等于 30mm 的损伤，用 聚乙烯补伤片进行修补，对大于 30mm 的损伤，用聚乙烯补伤片修补后，在修补处包覆 一条热收缩带，包覆宽度比补伤片的两边至少各大于 50mm。防腐材料应存放在阴凉、 干燥处，严禁受潮和日光直接照射，并隔绝火源，远离热源。 5.5.1 补口作业施工工序 准备工作管口清理管口预热管口表面处理管口加热、测温涂刷底漆 热收缩套（带）安装加热热收缩套（带）检查验收管口补口标识填写施工、 检查记录 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 27 5.5.2 质量控制 检查钢管表面和焊口两侧各 150mm 范围内的区域，确保无泥土、油污和杂草等 物。 将两侧防腐层切成30 斜角。 喷砂时应将两侧各 50mm 范围内打毛，除锈等级应为 Sa2.5 级，管口 6 点钟位 置的铁锈必须除尽。 管口加热应按制造商的推荐作法和标准的规定进行，确保预热温度符合制造商 的推荐作法和标准的有关要求。 应用点温计对钢管表面的顶、侧、底四个点的温度进行检查。应达到产品说明 书中的要求。 按规定要求安装热收缩套（带） ，热收缩套（带）与防腐层搭接宽度不小于 100mm，采用热收缩带时，应用固定片固定，周向搭接宽度不小于 80mm。 调好火焰，以不冒黑烟为宜，避免长时间烘烤同一地方以防止烧焦或烤爆，按 照规范规定和制造商的推荐作法对热收缩套（带）进行加热操作。 5.5.3 检查 按照标准规定检查每一个补口的外观质量，应平整无气泡、皱折、烧焦和炭化 等缺陷； 用电火花检漏仪对每一个补口进行针孔检查，检漏电压为 15KV； 按照标准规定对补口进行粘结力抽查（不小于 70N/cm） ，每 100 个口抽查一个 口，如不合格应加倍抽查，若加倍抽查不合格，则该段管线的补口应全部返修。 任何检查出的损伤或有漏点的区域均应做出防水标记，标记的位置应不影响补 伤的粘结力； 5.5.4 补伤 清除补伤处的泥土、油污并把周围涂层打毛，用火焰给清理好的损伤处加热。 直径小于 30mm 的损伤可用补伤片直接进行补伤。 直径大于 30mm 的损伤在清理加热后，将损伤处切成圆形边缘，坡角小于 30 坡角，然后填上填料，再粘上补伤片烘烤、碾压，使其平整。 修补后应逐个检查每个补伤的质量：外观检查应平整无气泡、皱折、烧焦炭化 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 28 等缺陷；补伤处应 100%电火花检漏，检漏电压为 15KV，无漏点为合格；补伤 处的粘结力每 100 个补伤抽查一处，不合格应加倍抽查，若加倍抽查仍不合格， 则该处的补伤应全部检查。 5.5.5 补口补伤由项目部防腐补口机组负责按规范施工，在施工过程中，在现场及时修 补漏点保证管线防腐层的质量，直到回拖结束，焊接完成后立刻进行防腐。 5.65.6 管线清管工艺管线清管工艺 5.6.1 作业流程 我单位对本工程的通球扫线施工配备的设备主要包括： 空气压缩机：空压机 2 台，额定压力 2.4Mpa，排风量为 10m3/min，可以满足吹 扫及部分试压管段倒水需要。 清管器：清管、注水、排水的清管器主要有以下几种：杯型皮碗清管器、直板 型密封皮碗清管器、钢丝刷清管器、测径清管器、隔离球。 杯型皮碗清管器-刚性轴，配备 8 片皮碗形聚酯盘，单向。 直型密封皮碗清管器-刚性轴，配备 8 片双向聚酯盘，双向。 钢丝刷清管器-刚性轴，配备 4 片皮碗形聚酯盘，一片钢丝刷盘。 测径清管器-同杯型皮碗清管器类似，但是装有一个铝板。 临时收发球筒：如下图所示。 施工准备安装收发球装置通球清管扫线 拆除收发球装置管线封堵填写施工记录 海西天然气管网二期工程（漳州-诏安段）漳浦标段 ZZD054-1-ZZD054-2 号桩鹿溪河定向钻穿越 29 5.6.2 清管收、发球筒装置应设在地势较高的地方，50m 以内不得有居民和建筑物， 并做好各项警示标志。安装时在安装位置挖长、宽各为 4m、3m，距管底深 0.5m 的操作 坑各一个并保证安全放坡。 5.6.3 清管时使用不伤害内涂层的清管器进行清管，清管器质量必须符合要求。清 管时不得使用黄油或者类似物质润滑清管器。 5.6.4