燃气管道穿越工程中水平定向钻施工技术浅析

燃气管道穿越工程中水平定向钻施工技术浅析

陈宁

江苏省天达燃气工程建设监理有限责任公司 南京 210009

摘 要：燃气管道穿越工程作为市政工程之一，其不仅与人们日常生活有着紧密联系，而且还会对其他领域带来一定程度影响。就从目前的情况看来，燃气管道穿越工程在开展实际的施工过程中会应用到各种施工技术，其中最为重要的就是水平定向钻施工技术，这种施工技术可以在一定程度上提高整体的施工效率和质量。然而部分施工单位并没有对该技术予以足够的重视，这样就会导致燃气管道穿越工程施工质量受到影响，为此管理人员要对其提高认识，并且还要将其落实到每一个环节当中，从而该技术的作用也可以充分发挥出来。

关键词：燃气管道；穿越工程；水平定向钻施工技术

前言

通过实际调查发现，现阶段人们环保意识和文明施工意识逐渐增强，非开挖技术受到各个领域广泛重视。随着我国科学技术水平不断提高，水平定向钻技术作为非开挖技术的一种，其得到了不断的改进和完善，并且还能够在铺设供水管道、城市燃气管道、排水管到等铺设工程当中发挥出良好的作用。为此，燃气管道穿越工程相关施工单位要对水平定向钻技术进行充分的应用，在施工过程中采取有效措施来对各种问题进行有效处理，这样才能够提高整体施工效果。

一、水平定向钻技术应用原理及发展

（一）水平定向钻技术应用原理

所谓的水平定向钻技术，简单的来说就是施工人员对定向钻机进行充分应用，进而来开展不同地层和深度的一种可控制钻孔轨迹工作方式，在这个过程中会对导向仪进行充分应用，在此基础上来开展跟踪与导向抵达设计位置，这样才能够确保地下管道铺设达到良好效果。在通常的情况下，定向钻机当中会涉及到较多方面，其中最为重要的就是钻进系统，这种系统有着导向功能，并且在目标达到规定位置之后，其楔形钻头也可以转变为锥形的扩孔器，从而可以将钻孔扩大到规定的直径，施工人员还要结合实际的情况来将管道成功牵引到已经钻好的孔洞当中，钻杆会将全部作用力传递到钻头上。另外。定向钻机有着较为良好的导向功能，相关管理人员可以在施工过程中对敷设管道的目标位置进行准确判断，在一定程度上将施工时间进行节省。在通常的情况下，管道会埋藏在地下较深范围，所以在这个过程中不需要开展其他方面的防护措施，工程施工量和施工费用也可以得到减少。定向钻技术在实际应用过程中可以对障碍物自行绕开，不仅不会对生态环境带来较大程度的破坏，而且还可以确保交通正常运行，相关施工单位可以利用该技术来开展曲线设计，确保燃气管道埋藏在规定深度，这样才可以降低各种事故危险发生的概率，在确保管道安全的同时，河床表面也不会受到结构破坏和状况破坏所带来的影响。

（二）水平定向钻技术的发展

就从目前的情况看来，我国各个领域在实际的发展过程中会引入国外更多的先进技术与设备，在这个过程中也出现了水平定向钻相关企业，再加上政府加大力度对水平定向钻技术进行推广，从而企业在施工过程中存在的成本也会得到较大程度的降低。水平定向钻技术在我国有着比较短的发展历程，相关技术和设备并不够成熟且完善，施工人员自身的综合素质和专业知识水平比较低，他们并不具备较为丰富的施工经验，从而在实际施工过程中容易受到一些因素所带来的影响，这样就会导致施工问题的出现。在众多新型非开挖技术当中，水平定向钻技术作为其中的主导技术有着准确的导向、高效率的优势，所以在燃气管道穿越工程当中能够发挥出非常重要的作用。

二、水平定向钻技术在燃气管道穿越工程当中的应用

（一）定向钻技术适用的环境

根据有关调查表明，定向钻技术可以在粘土、沙土及硬度比较低的岩石当中发挥出良好的作用，这就要求相关施工单位不能在卵石层等一系列硬度比较大的岩石当中应用这种技术，如果在不得已的情况下遇到这种施工环境，那么管理人员要在第一时间采取有效的措施进行处理。施工人员要结合实际的情况来对泥浆配置进行加强，将开挖技术合理的应用在入土位置，从而才能够在硬度比较大的卵石层当中进行有效的控制和导向，为后续相关工作奠定良好的基础。

（二）地质勘探

为了能够确保每一个燃气管道穿越施工环节正常开展，施工单位在开展施工之前要对燃气管道所埋设的区域进行全方位地质勘探，在这个过程中可以对施工区域的精确地质资料进行充分掌握，地质勘探工作的作用也可以充分发挥出来，尤其是一些距离比较长且管径比较大的穿越施工工程来说开展该工作也是非常必要的。燃气管道穿越工程施工当中采用的钻头与扩孔器会受到现场地质情况所带来的影响，所以施工单位要对后者进行充分分析，在这之后才可以对前者进行合理的选择。如果施工单位在开展实际施工之前没有将严谨的地质勘探工作落实到实处，那么地下管道和设施的勘察也就会无法达到预期效果，建筑企业遭受到较大程度的经济损失，施工进度也会受到相应的影响，在后期也容易出现施工安全威胁。

（三）管道材质的选择

在燃气管道穿越工程当中应用水平定向钻技术的时候会出现轨迹弯曲的部分，这就要求施工单位要对韧性比较好的管道材质进行选择，这样才可以确保管道能够正常运行。钢管材质当中不仅要有着防腐材质的特点，而且还要具有较高的强度和较好的耐磨性能。施工人员在对钢质燃气管道开展施工的时候要对相关要求和规定进行充分分析，在此基础上严格按照要求来对相应的管道材质进行选择，并且还要对漆涂厚度进行科学的设计，确保其能够达到行业标准。

（四）对管道的各个性能进行试验

施工单位应用水平定向钻技术的过程中穿越管道埋藏深度比较低，如果管道起到一些因素所带来的影响而出现故障问题，那么施工单位在对其进行修复的时候也具有较高的难度，所以施工人员要对管道焊接质量进行严格控制，确保其质量高于干线检验合格级别。根据有关调查表明，燃气管道穿越工程当中最经常用到的就是阴极保护法，施工人员在对管道材质进行防腐补口的时候可以对双聚乙烯收缩套进行充分利用，在此基础上来对补口防腐进行保护，避免燃气管道牵入而导致管道脱落。管理人员要对管道材质检验工作予以足够的重视，确保检验合格之后还要开展一次耐压试验，这个过程中要对外界温度所带来的影响进行综合考虑，试验结果的准确性也会得到进一步提高。

（五）导向孔施工

在成孔过程中最为关键的就是导向孔施工，施工单位要对已经设计的轨迹线进行充分分析，这样才可以对导向孔的入土点和入射点角度进行合理的判断，对穿越轴线的方向角进行认真测量和科学选取，确保钻孔与设计轨迹线相接近。与此同时，施工单位在开展导向孔钻进的时候还要对井眼的反浆情况进行充分掌握，这样能够对钻进过程中的地质情况进行准确判断，为后续预期扩孔提供有效的参考依据。在导向孔施工当中要指派专门的人员来确保曲线不能超过规定的设计范围，对每根钻杆之间角度变化也要进行严格控制，从而导向孔的质量也会得到进一步提高。在实际进行导向孔施工时，通常可采取斜面钻头成孔的方式，主要是利用高压水射流来实现土层的切割，并且将携带钻屑以及冷却钻头的作用发挥出来。斜面钻头作用主要在于对钻孔轨迹实施控制，如果同时进行钻杆的回转以及给进，那么就会导致斜面失去方向，进行直孔钻进。如果仅给进而不回转，那么能够利用斜面反作用力来转变钻头方向，让其进行造斜钻进。在实际作业时，先由泥浆系统将泥浆提供给钻机，工作人员将泥浆加压开启并对钻头出水情况与规定要求是否相符实施判断。并且按照设计曲线根据相应顺序来直线或造斜钻进每根钻杆，严格控制其倾角偏差在规定范围当中。其次，工作人员利用导向仪来动态观测钻孔轨迹，并且根据所得信息来对实际把控钻孔轨迹的方向提供有效指导。

（六）扩孔

结束导向孔作业后，工作人员需要结合初始记录来和原设计轨线相比较，并对导向孔的质量实施核查。如若其质量与规定要求相符，则可将导向钻头取下。并安装分动器以及反扩钻头，就能够开展回拉扩孔作业。在实际扩孔过程中需要根据具体地层性质以及特点来选用相应的反扩钻头以及确定最适宜的泥浆配方。通常来说如若实际穿越地层存在较高含沙量，那么需要采用质量过硬的泥浆，同时采取膨润土来进行护壁处理；如若地层中存在许多粘性土质，那么可采用刮刀钻头以及清水来实施扩孔。通常来说需要控制扩孔孔径达到回拖管道外径的1.5被，而且在实际扩孔缓解主要不间断将混合泥浆泵入孔中，及时将扩孔过程中切削产生的泥土及时排出，防止出现孔壁坍塌的现象。

（七）管材回拖

清空完毕后且钻孔与铺管要求相符的情况下，要求落实回拖前准备工作。包括了进行穿越管线密封性、强度等试验工作。当期强度试验达标后，需要将拖拉头焊接于管段与钻井部位相接近的端部，随后采取尼龙吊以及吊机来吊放穿越到管至发送沟中。启动回拖后，需要控制其速度均匀以及力度稳定。在此过程中工作人员需要对回拖压力变化情况进行密切关注，一旦出现异常需要立即上报并进行针对性处理，确保回拖任务得以高效完成。

三、结束语

综上所述，水平定向钻技术在燃气管道穿越工程当中占据着非常重要的地位，施工单位要结合时代发展的特点来对该技术进行充分应用，在这个过程中还要对先进机械设备进行合理运用，从而整体的施工质量和效率也会得到相应的提高。另外，施工人员也要不断提高自身的综合素质和专业知识水平，严格按照要求和标准来开展各个方面的施工。

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