水平定向钻冒浆问题分析

水平定向钻冒浆问题分析分析了水平定向钻进施工中冒浆问题，阐述引发冒浆问题的影响因素，并提供了评估冒浆问题的方法，最后结合笔者工程实践经验，提出应对方法，以供参考。标签：水平定向钻进；冒浆；对策水平定向钻进工艺属于比较先进的一种管道建设技术。在工程实践中，受到非技术层面因素的影响，水平定向钻进施工往往会出现冒浆问题，这一问题不仅会影响到工程进度，同时也会破坏环境。针对此，我们有必要针对冒浆问题进行分析，找出其产生的原因，并采取有效的应对方法，以此提高水平定向钻进工艺水平。1冒浆问题的影响因素1.1地层因素一般而言，水平定向钻进施工会面对不同的地层环境，这是引发冒浆问题的重要因素之一。例如多层地层组合、河床地层以及上部密闭地层下部渗流地层等。这些地层由于有裂隙存在，因此引发冒浆的概率较高，再比如一些地层拥有比较发达的地下植物根系，也容易引发冒浆问题。1.2泥浆因素对于地层冒浆问题而言，泥浆因素也会产生较大影响。通常来讲，如果泥浆的失水量较大，那么就会导致地层软化并坍塌，进而改变地层应力。再比如泥浆具有较大粘度，或者泵量相同时，泥浆压力较高，也容易引发冒浆问题。1.3人为因素对于水平定向钻进工艺而言，受到人为因素影响，也会引发冒浆问题。如泥浆压力控制不当，导致孔壁渗漏。有的地层的土质相对松软，在钻进施工中如果没控制好速度，就会对孔壁造成破坏，进而导致冒浆问题发生。此外，施工人员还需控制好钻进时间，否则在钻进过程中，如果地层受到长时间泥浆浸泡，也会遭受破坏，进而发生冒浆问题。2冒浆风险评估在工程实践中，为了处理好冒浆问题，就必须保证工程设计的平衡性。具体而言，设计人员应该结合工程实际情况，选择相应的设计方法与分析工具，对水平定向钻进施工的各项参数进行控制，进而规避风险，降低冒浆的可能性。关于冒浆风险的评估，主要可以从以下几方面入手：在水平定向钻进施工中，一般来讲可以将沉降量分为宏观沉降量与局部沉降量两种。前者指的是对地层的过度开挖，进而破坏地层，导致钻孔上部出现空隙，或者形成了溶洞，进而导致冒浆问题发生。关于宏观沉降量的风险评估与规避，应从提高地质勘查的合理性、场地条件与工艺方法的优化入手。局部沉降则是由于施工因素的影响引发土体局部的弹性形变。为应对局部沉降而引发的冒浆问题，应选择正确的钻井液流入方法与切削钻具，控制好钻进过程中的回拖力。在管道敷设过程中，如果存在局部沉降，就应对敷设深度进行调整，确保径向距离在合理范围内，以此避免泥土坍落或挤压管壁，将空隙填满而导致钻井液无法进入。如果存在过度沉降，则需要评估其对于施工的影响。此时就要有完整的勘测资料与条件作为支撑，最大限度的控制好场地中存在的不利条件，减小冒浆的可能性。根据工程类型与条件的不同，地面沉降也会存在差异，在水平定向钻进施工中发生冒浆问题的概率也有所不同。针对此，则要求施工单位从技术、人员、施工时间、施工环境等因素进行综合评估。此外，地层每一层的最大沉降量也有相应的允许值，必须将其控制在不会对地层造成破坏的范围内。避免因此引发的冒浆风险。3水平定向钻进冒浆问题的应对方法3.1设置合理的穿越路径与参数根据地质条件的不同，在水平定向钻进施工中，应对穿越位置进行合理设置，确保钻进过程中不会遇到不利的地质条件。其次，合理设置钻进参数也十分关键。例如出入土角度、曲率半径以及埋深等等。其次，施工人员应按照水的自重与土壤自重，对定向钻进曲线深度进行合理布置，确保其能够适应泥浆压力，保证上覆地层的压力。在穿越堤坝的过程中，为了避免冒浆，可以根据场地条件，适当延长穿越曲线，在管道埋深得到保障的同时，使土地对泥浆的自重压力得到提升。3.2选择合适的扩孔器与钻进速率有的工程地质条件以黏土为主，在水平定向钻进施工过程中可能会因为空洞出现憋压或人为因素而引发冒浆问题。如果原因为前者，可以考虑更换扩孔器。如果土层具有较好的塑形，并且以黏土与粉质黏土为主，那么可以选择刀式扩孔器。如果土层塑形较差，且多以淤泥质黏土为主，那么可以选择桶式扩孔器。如果是由于人为增压因素而导致的冒浆，那么就要对泥浆压力、钻具的扭矩以及钻进速度进行调整，促使三者状态达到最佳。3.3保证泥浆配比在水平定向钻进施工中，泥浆发挥着重要的润滑作用，因此为了避免孔壁坍塌而引发冒浆问题，就需要对泥浆配比进行合理设计，保证其饱和度，使泥浆摩擦力得以降低。一般来讲，泥浆的黏稠度决定了泥浆颗粒的自由水的量，泥浆越稠，颗粒之间的空隙也就越大，此时发生冒浆问题，泥浆就更容易通过钻孔上部的土体颗粒。因此，降低泥浆稠度，可以增加其通过上部土体颗粒间隙的约束力，进而使冒浆问题得到有效控制。4结语在水平定向钻进施工过程中，冒浆问题会对工程进度造成较大影响，情况严重时还会引发安全问题，因此，在施工過程中，必须对冒浆问题加以严格控制。笔者结合自身工程实践经验，对冒浆风险的评估及应对方法进行探讨，希望能够从理论层面上为水平定向钻技术水平的提升提供一点支持