水平定向钻机安全操作规程

水平定向钻机安全操作规程一、总则

（一）目的与依据

1.目的

本规程旨在规范水平定向钻机的安全操作行为，预防作业过程中发生人身伤害、设备损坏及环境污染事故，保障施工人员生命安全与设备完好，确保工程质量和施工效率。通过明确操作流程、安全要求及责任分工，为水平定向钻机作业提供统一的安全管理标准。

2.依据

本规程依据《中华人民共和国安全生产法》《特种设备安全监察条例》《建筑施工安全检查标准》（JGJ59）、《水平定向钻机安全技术条件》（JB/T10540）等国家法律法规、行业标准及企业安全生产管理制度制定，结合水平定向钻机作业特点与实际施工需求编制。

（二）适用范围

1.设备范围

本规程适用于各类水平定向钻机，包括地表式、坑道式及其他非开挖施工用水平定向钻机（以下简称“钻机”）及其配套设备（如泥浆泵、动力站、控向系统等）的操作、维护与管理。

2.人员范围

从事钻机操作、指挥、辅助作业、设备维护及现场管理的所有人员，包括但不限于钻机操作司机、现场指挥员、司钻助手、设备维修人员、安全员及施工负责人。

3.作业场景范围

适用于在市政、石油、天然气、电力、通信、给排水等领域的非开挖施工作业场景，包括但不限于水平定向钻穿越公路、铁路、河流、建筑物及地质条件复杂的区域。

（三）基本原则

1.安全第一原则

作业过程中始终将人员安全放在首位，任何与安全相冲突的操作指令均不得执行，优先保障操作人员及周边环境安全。

2.预防为主原则

3.规范操作原则

所有人员必须严格遵守本规程及设备操作说明书要求，按既定流程操作，不得擅自简化步骤或违规使用设备。

4.责任明确原则

明确各岗位安全职责，落实“一岗双责”，确保从操作到管理的每个环节均有专人负责，形成全员参与的安全责任体系。

二、操作前准备

（一）人员准备

1.操作人员资质

操作人员必须持有有效的特种设备操作证书，确保其具备相应的技能和经验。证书需定期审核，过期者不得参与作业。操作前，施工单位应核实操作人员的资质记录，包括培训历史和考核成绩。对于新员工，需经过至少三个月的学徒期，在资深操作人员指导下熟悉设备性能和操作流程。资质审核不通过的人员，禁止接触钻机操作，以避免因技能不足引发事故。

2.安全培训

所有参与作业的人员，包括操作司机、助手和现场指挥员，必须接受全面的安全培训。培训内容涵盖设备操作规范、应急处理程序和常见故障识别。培训形式包括理论授课和模拟演练，确保人员掌握实际操作技能。培训周期为每年至少一次，新员工入职时需额外完成专项培训。培训后，组织考核，未通过者需重新培训，直至合格。培训记录应存档备查，以证明人员具备安全操作能力。

（二）设备检查

1.钻机本体检查

钻机本体是作业的核心设备，操作前需进行系统检查。首先，检查发动机运行状态，确保燃油充足、机油清洁，启动后无异常噪音或震动。其次，检查液压系统，包括油管、接头和液压缸，确认无泄漏或损坏，压力表读数在正常范围。钻机行走机构也需检查，确保履带或轮胎完好，制动系统灵敏。最后，测试钻杆和钻头连接部位，确认紧固螺栓无松动，旋转部件润滑良好。检查过程中发现任何问题，必须立即修复，严禁带病作业。

2.配套设备检查

配套设备如泥浆泵、动力站和控向系统，同样需全面检查。泥浆泵检查包括泵体密封性、管路通畅性和流量调节功能，确保泥浆供应稳定。动力站检查涉及发电机和液压泵的运行参数，电压和压力值符合设备说明书要求。控向系统检查传感器和显示屏，确保信号传输准确，定位数据可靠。所有配套设备需在空载状态下试运行，测试其响应速度和稳定性。试运行中发现异常，应立即停机检修，必要时更换备件，确保设备协同工作顺畅。

（三）环境评估

1.地质勘察

施工前，必须进行详细的地质勘察，了解地下岩层、土壤类型和地下水情况。勘察方法包括钻孔取样和地质雷达扫描，分析数据评估钻进难度和潜在风险。例如，在软土区域需调整钻进速度，在岩石区域需选择合适的钻头。勘察报告应提交给施工团队，作为操作依据。勘察过程中，若发现不稳定地层或空洞，需制定专项防护措施，如加固支护或改变钻进路径。勘察不充分可能导致塌方或设备卡钻，因此必须严格执行。

2.周边环境安全

施工区域周边环境的安全评估同样重要。首先，检查地下管线分布，包括电力、燃气和通信线路，使用探测仪定位管线位置，避免钻进时损坏。其次，评估地面结构，如建筑物、道路和河流，确保施工不影响其稳定性。天气条件也需考虑，如大风或暴雨天气应暂停作业，防止滑倒或设备倾覆。周边环境安全评估后，设置警戒线和警示标志，限制无关人员进入。评估中发现安全隐患，如高压电线或易燃物，必须先移除或隔离，再开始作业。

（四）安全防护装备准备

1.个人防护装备

操作人员必须配备个人防护装备，包括安全帽、防护服、安全鞋和手套。安全帽需符合国家标准，能抵御坠落物冲击；防护服应耐磨、防油污，保护身体免受泥浆或化学物质伤害；安全鞋需防滑、防穿刺，适应复杂地面；手套应灵活耐用，便于操作设备。装备使用前检查其完好性，破损或过期装备不得使用。操作人员需正确佩戴装备，如调整安全帽带扣紧，确保防护效果。装备管理由专人负责，定期检查和更换，保障人员安全。

2.现场安全设施

施工现场需配备必要的安全设施，如灭火器、急救箱和应急照明。灭火器应放置在钻机附近，类型匹配现场火灾风险，如电气火灾用干粉灭火器；急救箱需包含常用药品和绷带，应对轻微伤害；应急照明在夜间或低光环境使用，确保操作可见。设施位置应明显易取，操作人员熟悉其使用方法。设施检查每周一次，确保功能正常。此外，设置安全通道和撤离路线，标识清晰，便于紧急疏散。设施不足或失效时，不得开始作业，以防范突发风险。

三、操作过程安全控制

（一）钻进作业控制

1.钻进参数控制

操作人员需实时监控钻进压力、转速和扭矩参数。压力表读数不得超过设备额定值的80%，当压力突增时立即停止推进。转速应保持匀速波动范围在±5%以内，避免急加减速导致钻具振动。扭矩值需稳定在说明书推荐区间，若持续超过最大扭矩的70%应暂停作业，检查钻头磨损情况。参数异常时，操作人员必须通过声光报警系统通知现场负责人，不得自行调整设定值。

2.轨迹控制

控向系统操作员每30分钟记录一次钻头位置坐标，偏差超过设计路径±0.5米时启动纠偏程序。纠偏时应采用小角度调整，每次旋转角度不超过5度，避免急转弯导致钻杆折断。穿越地下障碍物时，需将探测频率提升至每15分钟一次，并同步调整泥浆比重至1.2-1.3g/cm³增强护壁效果。轨迹修正后需连续监测30分钟确认稳定性，方可继续钻进。

3.钻杆操作

连接钻杆前必须检查螺纹清洁度，使用专用除锈工具清理残留泥浆。操作人员双手需保持干燥，佩戴防滑手套进行螺纹对接，对正后先用人工预紧，再用扭矩扳手按200-300N·m标准值紧固。拆卸钻杆时，先用卡瓦固定钻具，再缓慢回转拆卸，严禁在钻具未固定时强行拆卸。钻杆堆放高度不得超过1.2米，层间需放置木质隔板防止变形。

4.接卸杆流程

钻杆装卸需由三人协同操作：主操作员控制钻机动作，辅助员扶正钻杆，安全员监督站位。接杆时先将新钻杆吊至钻架正下方，对准接口后缓慢下放，避免碰撞钻头。卸杆时先回转钻具至丝扣分离，再用专用吊具垂直吊出，严禁斜拉硬拽。夜间作业时，所有接卸杆区域必须配备360度无影照明，光照强度不低于300勒克斯。

（二）泥浆管理

1.泥浆制备

膨润土粉需通过80目筛网过滤，按水粉比100:5比例配制。配制时先向搅拌罐注入70%清水，启动高速搅拌器后缓慢加入膨润土，持续搅拌30分钟至无颗粒感。根据地层条件添加化学添加剂：砂层增加聚丙烯酰胺浓度至0.3%，粘土层添加纯碱调节pH值至8-9。制备完成的泥浆需静置24小时充分水化，使用前测试漏斗粘度控制在45-55秒。

2.泥浆循环

泥浆泵出口压力需稳定在2-4MPa，压力波动超过0.5MPa时立即检查管路密封性。循环系统每2小时清理一次除砂器，每周更换振动筛网。回浆槽设置液位传感器，液位下降超过10%时自动报警并补充新浆。冬季施工需在泥浆罐加装蒸汽保温层，确保温度不低于5℃防止冻结。

3.泥浆净化

三级净化系统需协同运行：一级振动筛清除粒径2mm以上颗粒，二级旋流器分离0.1-2mm颗粒，三级沉淀池回收重晶石粉。净化后的泥浆性能指标需每4小时检测一次，比重控制在1.05-1.15g/cm³，含砂率低于3%。当净化效率下降时，反冲洗系统自动启动，冲洗时间持续15分钟。

（三）设备运行监控

1.液压系统监控

主液压油箱温度需维持在40-60℃，超过65℃时强制启动冷却风扇。回油管路压力表读数不得超过0.3MPa，油液清洁度等级保持NAS8级以上。每班作业结束需检查液压油位，油标尺刻度应在H与L刻度线之间，补充时必须使用同型号抗磨液压油。

2.发动机监控

柴油发动机转速波动不得超过±50rpm，机油压力维持在200-400kPa。排气颜色需为淡灰色，出现蓝烟（烧机油）或黑烟（燃烧不充分）时立即停机检查。冷却系统每500小时更换一次防冻液，冰点需低于当地最低气温10℃。

3.电气系统监控

控制柜内保持干燥，湿度传感器报警阈值设置为80%。电缆接头每季度紧固一次，接触电阻值小于0.1欧姆。照明系统采用双回路供电，主回路故障时30秒内自动切换至备用电源。

4.制动系统测试

每班作业前需测试驻车制动，在20%坡道上制动后钻机不得滑动。行走制动采用点刹测试，制动距离不超过1.5米（以低速行走时计算）。液压制动系统每200小时更换一次制动油，排除管路内空气。

（四）异常情况处理

1.卡钻处理

发生卡钻时立即停止推进，先尝试反转钻具2-3圈，无效后施加10-20kN拉力尝试解卡。若持续5分钟无效，需注入解卡剂（由0.5%表面活性剂和5%柴油配制），浸泡30分钟后重新尝试。严禁使用钻机硬拉，防止损坏动力头。

2.泥浆泄漏

发现管路泄漏时，首先关闭对应阀门，使用专用夹具临时封堵。泄漏点周围用沙袋围堰防止扩散，收集泄漏泥浆至专用回收桶。修复后需进行2倍工作压力的保压测试，持续10分钟无渗漏方可恢复作业。

3.地层塌方

钻进时突然出现返浆量减少50%以上，立即回退钻具至稳定地层。向孔内注入膨润土泥浆，比重提高至1.3g/cm³进行护壁。塌方区域采用双液注浆加固，水泥-水玻璃体积比1:1，注浆压力控制在1-2MPa。

4.设备异响

听到异常金属撞击声时立即停机，检查传动链条张紧度（松紧度以手指能压下10-15mm为宜）。轴承温度超过80℃时更换润滑脂，采用锂基润滑脂填充轴承腔的1/3体积。齿轮箱出现异常噪音时，需更换磨损的齿轮副，重新调整齿侧间隙至0.2-0.3mm。

四、作业后安全处理

（一）停机程序

1.正确停机流程

操作人员需按步骤完成停机：首先将钻具退至安全位置，关闭钻进动力系统；随后逐步降低发动机转速至怠速状态，运行3分钟确保冷却；最后关闭主电源开关，切断燃油供给。停机过程中需监控仪表参数，确保所有系统归零。

2.紧急停机条件

出现以下情况必须立即执行紧急停机：液压系统压力异常波动超过±20%、发动机出现异响或冒黑烟、电气系统短路迹象、人员处于危险区域。紧急停机时直接按下红色急停按钮，同时通知现场负责人。

（二）设备维护保养

1.日常清洁检查

作业结束后需清洁设备表面泥浆和油污，重点清理钻杆螺纹、动力头夹持器和履带缝隙。检查各连接部位螺栓紧固情况，使用扭矩扳手复查关键部位（如钻机回转支承螺栓，扭矩值需达800N·m）。

2.润滑系统保养

按设备润滑图表执行润滑：行走机构每班次加注锂基脂，注脂枪压力需达15MPa；回转减速机每200小时更换齿轮油，油位需达到油标中线；液压系统每500小时取样检测油液污染度，超标时立即更换。

3.关键部件检修

每周检查钻头磨损情况，合金齿磨损超过3mm需更换；每月测试液压缸密封性，保压30分钟压降不超过0.5MPa；每季度校准控向系统传感器，定位误差控制在±2cm内。检修时使用专用工具，禁止敲打精密部件。

（三）现场清理与环保

1.泥浆废弃物处理

废弃泥浆需通过三级沉淀池分离：先经振动筛去除大颗粒杂质，再经旋流器分离细砂，最后进入化学絮凝池处理。处理后的清水pH值需达6-9方可排放，固体废弃物需装入防渗漏容器，交由专业环保公司处置。

2.设备与材料回收

拆卸的钻杆需分类存放：新钻杆单独堆放，磨损钻杆标记报废等级；废旧密封件、滤芯等含油物料需放入专用回收箱；电缆线盘绕整齐，避免折损。可回收物品统一登记台账，交由物资部门管理。

3.场地复原措施

施工区域需恢复原貌：地面坑洼处用级配砂石分层回填夯实，恢复坡度不小于1%；临时道路清除后撒草籽绿化；地下管线标识桩需重新埋设，位置偏差不超过10cm。复原后经监理验收合格方可撤离。

（四）资料归档与交接

1.施工记录整理

填写《钻进施工日志》，记录内容包括：钻进参数曲线图、轨迹偏差记录、异常处理措施、设备故障详情；每日作业照片需标注时间地点，关键工序拍摄视频存档。所有记录需经现场负责人签字确认。

2.设备状态交接

交班时需进行设备状态确认：检查油液液位并记录数值，测试各操作手柄灵活性，清点工具配件数量。双方在《设备交接班记录》上签字，注明设备异常情况和待处理事项。

3.安全隐患报告

发现安全隐患需填写《隐患整改单》，描述问题位置、风险等级及整改建议。重大隐患（如结构裂纹、制动失效）需立即上报公司安全部，一般隐患纳入次日施工计划整改。所有隐患闭环需附整改前后对比照片。

五、应急响应与事故处理

（一）应急组织体系

1.应急小组架构

施工现场需设立三级应急响应小组：现场应急组由操作人员组成，负责初期处置；项目应急组由安全员和施工负责人组成，协调资源；公司应急组由技术总监和外部专家组成，提供技术支持。各组明确通讯联络人，确保24小时通讯畅通。

2.岗位职责分配

现场应急组负责人员疏散和设备停机；项目应急组启动应急预案并上报；公司应急组组织专家会诊。医疗救护组配备急救员，每班次至少1人持证上岗；技术保障组由机械工程师组成，负责设备抢修。

3.应急通讯机制

采用“双通道”通讯模式：对讲机用于现场指令传递，手机群组用于信息同步。关键岗位配备备用通讯设备，确保停电时仍能联系。应急电话张贴在钻机显眼位置，标注最近医院和消防队联系方式。

（二）典型事故处置

1.坍塌事故处置

钻进过程中发现地面沉降超过5厘米，立即停止作业并撤离人员至安全区域。使用地质雷达探测塌方范围，向孔内注入水泥浆加固，压力控制在1.5兆帕。若人员被困，优先采用机械清理，禁止盲目钻进。

2.卡钻事故处置

当钻机扭矩超过额定值80%持续2分钟，立即回退钻具。尝试旋转解卡无效时，注入解卡剂（柴油与表面活性剂混合液），浸泡30分钟后重新尝试。严禁使用钻机硬拉，防止损坏动力头。

3.管线破损处置

探测到地下管线破损，立即关闭总阀门并疏散周边人员。使用专用夹具封堵破损点，同时联系管线产权单位。泄漏区域设置警戒线，使用吸附棉控制扩散，防止污染扩散。

4.火灾事故处置

电气火灾使用干粉灭火器，油类火灾使用泡沫灭火器。火势无法控制时，立即切断油路和电源，组织人员沿指定路线撤离。消防栓半径30米内不得堆放障碍物，确保消防通道畅通。

（三）救援设备管理

1.应急物资储备

现场配备应急箱：包含止血带、夹板、消毒用品等医疗物资；破拆工具组（液压剪、撬棍）；应急照明设备（持续供电4小时以上）。物资存放位置固定，每月检查有效期并记录。

2.救援设备维护

担架每季度检查一次承重能力；呼吸器气瓶压力需保持25兆帕以上；发电机每周试运行30分钟。所有救援设备贴有“应急专用”标签，非紧急情况不得挪用。

3.应急通道管理

施工现场设置环形通道，宽度不小于3.5米。通道两侧禁止堆放设备材料，夜间配备反光警示标识。紧急疏散路线图张贴在生活区入口，每季度组织一次疏散演练。

（四）事后改进措施

1.事故调查程序

发生事故后保护现场，48小时内提交书面报告。调查组采用“四不放过”原则：原因未查清不放过、责任人未处理不放过、整改措施未落实不放过、有关人员未受教育不放过。

2.隐患整改跟踪

建立《隐患整改台账》，明确整改责任人、期限和验收标准。重大隐患整改需经公司安全部验收，一般隐患由项目经理签字确认。整改完成后拍照存档，形成闭环管理。

3.应急预案修订

每季度评估应急预案有效性，根据演练结果和事故案例及时修订。新增内容需组织全员培训，考核合格后方可执行。修订版本标注生效日期，旧版本自动作废。

六、安全培训与考核

（一）人员资质管理

1.操作人员准入标准

操作人员必须年满18周岁，身体健康且无妨碍作业的疾病。需持有省级以上建设主管部门颁发的特种设备操作证书，证书类型需与钻机型号匹配。新入职人员需提供近三个月体检报告，重点检查心血管和神经系统健康状况。

2.资质复审机制

操作证书每三年复审一次，复审前需完成40学时的复训。未按时复审者自动失效，须重新参加考核。岗位调动人员需接受新岗位专项培训，考核合格后方可上岗。建立个人资质档案，记录培训、考核及奖惩信息。

（二）培训体系建设

1.新员工培训流程

新员工需经过三级安全教育：公司级培训16学时，重点讲解安全法规和事故案例；项目级培训24学时，结合具体工程特点进行风险交底；班组级培训8学时，由师傅带教实操技能。培训结束后进行闭卷考试，80分以上为合格。

2.在岗人员复训计划

在岗人员每年接受复训不少于24学时，分季度实施。第一季度侧重设备更新知识，第二季度强化应急处置演练，第三季度学习新规范标准，第四季度进行综合考核。采用线上理论学习和线下实操结合的方式，确保培训覆盖率100%。

（三）实操技能培训

1.基础操作训练

设置模拟钻进平台，训练人员掌握钻机基本操作：行走系统转向、动力头转速调节、钻杆装卸流程。训练中设置突发状况模拟，如突然停机、液压泄漏等，考核应急反应能力。每位学员完成50小时基础操作训练后方可进入项目。

2.复杂工况训练

针对穿越河流、岩石层等特殊工况，开展专项训练。使用地质模拟装置训练不同地层钻进参数调整，在虚拟环境中模拟地下管线探测与避让。训练记录包括操作失误次数、参数控制精度等关键指标，作为考核依据。

（四）应急演练组织

1.演练频次设计

每月组织一次桌面推演，每季度开展一次实战演练。演练场景包括：钻具卡死、泥浆泄漏、人员坠落等典型事故。演练前制定详细方案，明确参演人员职责和评估标准。

2.演练效果评估

演练后召开评估会，从响应时间、处置措施、资源调配三方面评分。采用"红黄蓝"三色标识法：红色为重大缺陷需立即整改，黄色为一般缺陷限期整改，蓝色为良好经验予以推广。评估报告存档并作为培训改进依据。

（五）考核评估机制

1.理论考核方式

采用闭卷笔试形式，试题从题库随机抽取，涵盖安全法规、设备原理、操作规程等内容。设置情景分析题，考察人员对复杂问题的判断能力。考试不合格者允许补考一次，仍不合格者调离操作岗位。

2.实操考核标准

制定量化评分表，包含操作规范度（40分）、设备检查完整性（30分）、应急处置能力（30分）。实操考核由安全员、设备管理员、班组长组成考评组，采用"双人互评"机制确保公平。考核结果分为优秀、合格、不合格三档。

（六）培训档案管理

1.档案内容规范

建立"一人一档"制度，档案包含：培训记录表、考核成绩单、操作证书复印件、安全培训影像资料。档案由专人管理，电子档案与纸质档案同步更新，保存期限不少于五年。

2.档案应用机制

定期分析培训档案数据，识别薄弱环节。对连续三次考核优秀人员授予"安全标兵"称号，对考核不合格人员实施再培训。档案信息作为岗位晋升、薪酬调整的重要参考依据，形成培训-考核-应用的闭环管理。

七、监督与持续改进

（一）监督检查机制

1.日常检查制度

班组每日开工前执行“三查”流程：查设备状态（液压油位、制动系统）、查作业环境（地面稳定性、管线标识）、查人员防护（安全帽佩戴、反光衣完好）。检查结果记录在《班前安全检查表》，发现隐患立即整改并签字确认。

2.专项检查组织

每月由安全部牵头开展钻机专项检查，重点排查：钻杆裂纹（磁粉探伤检测）、液压管路（压力测试）、电气绝缘（兆欧表测量）。检查覆盖率达100%，问题清单下发至责任班组，整改期限不超过72小时。

3.第三方监督

每季度聘请注册安全工程师进行独立评估，采用“四不两直”方式（不发通知、不打招呼、不听汇报、不用陪同接待、直奔基层、直插现场）。评估报告提交公司管理层，重大隐患挂牌督办。

（二）绩效评估体系

1.安全KPI指标

设立量化考核指标：事故起数（目标0起）、隐患整改率（≥95%）、培训覆盖率（100%）、应急响应时间（≤15分钟）。指标数据通过视频监控系统、电子巡检系统自动采集，每月生成安全绩效报告。

2.考核结果应用

实行“安全一票否决制”：班组月度考核安全分低于80分取消评优资格；个人安全绩效与岗位津贴挂钩，连续三个月优秀给予500元奖励。考核结果公示3天，异议可向工会申诉。

3.数据分析改进

建立安全数据库，对三年内事故案例进行关联分析：发现雨季塌方事故占比达42%，针对性调整雨季施工方案；识别出夜间事故率是白天的2.3倍，强制增加照明设备投入。

（三）制度动态修订

1.修订触发条件

当发生以下情况时启动规程修订：新设备投用（如新型控向系统）、法规标准更新（如GB