定向钻穿越的质量控制探讨

作者简介：沈红芳（1972-01），女，浙江省余姚市人，工程师，2007年毕业于江苏工业学院环境工程专业，现从事工程质量监督工作。

摘 要： 在油气管道工程的施工过程中，油气管道定向钻穿越工程技术要求高、施工风险大，结合我国地域辽阔，地理情况复杂多样特点，从而给管道定向钻穿越增加了难度，增大了其定向钻穿越的成功风险。针对油气管道定向钻穿越过程中存在的施工风险因素，特对定向钻穿越施工前、施工中风险预测、质量控制、穿越质量监管重点、防范等方面作一探讨，为定向钻穿越工程提供宝贵的资料和可借鉴的经验，从而有助于定向钻穿越的顺利完成。

关键词：定向钻穿越 质量 控制

中图分类号：TU996文献标识码：A

我国建设油气管道长达几十万公里，管道沿线穿越大小江河、海滩、山体等，其地下地质情况复杂多变，如何制定定向钻穿越施工方案，选用相应穿越设备，如何采取相应质量控制、预防措施将成为定向钻穿越成功的关键。而作为质量监督管理人员，对定向钻穿越的质量控制及预防措施作一探讨：

1 熟悉施工图纸，取全取准详细的地质勘探资料

地质勘测部门对定向钻穿越地段按规范取全取准地质资料，为设计和制定施工组织设计、选择钻具等提供参考依据。施工、监理等单位必须熟悉定向钻穿越图纸，建设单位根据设计、标准规范，办理施工前应征租地和报建手续，对穿越进行设计交桩放线，并对不能做地质勘查资料的，到当地政府有关部门查询相关资料，技术人员和相关人员要做认真研究和探讨，采取有效的防范措施。

2 制定科学的施工组织设计方案

2.1穿越路径的选择

设计人员应根据不同的地质情况，正确选择合适的穿越位置，只有选择合适的穿越位置和穿越地层，才能确保穿越的成功。定向钻穿越应尽量避开不良的地质场地。

2.2穿越设计参数的选择

设计人员应根据地质情况和钻机设备的能力以及场地要求，选择尽量大的入出土角和曲率半径，使穿越曲线尽快地到达稳定地层。

2.3定向钻穿越设备及钻具的选择

定向钻穿越钻机及钻具应根据穿越段长度、穿越管径大小、地质情况来选择，要保证其回拖力能满足要求，钻头能适应地质要求。结合穿越障碍物、河流、海滩、山体等穿越因素确定选择定向钻穿越设备及钻具。

2.4钻进泥浆的选择

泥浆是定向钻穿越必备的润滑剂，合理选择泥浆配比，保持泥浆的饱和度，可以保证孔壁不塌方，减小摩擦。泥浆通常根据地质情况，考虑护壁要求，确定泥浆中膨润土和各种添加剂的用量，采用清洁的淡水，PH值控制在7-8，用水量1.5m3/min，同时还应根据不同地质条件与孔中操作压力，综合确定泥浆配比成分，避免施工过程中的冒浆。通常根据地质情况和管径大小来确定泥浆粘度。

2.5导向孔钻进和扩孔、清孔

保证导向孔钻进工序质量，关键在于导向孔曲线与设计曲线的偏移是否符合标准。导向孔钻进质量要求：导向孔曲线与设计曲线的横向偏移量允许偏差<2m，导向孔曲线与设计曲线的深度偏移量允许偏差<1m，出土点纵向允许偏差≤1%×L且≤10 m。横向允许偏差≤L/500且≤2 m。L为设计穿越长度。曲率半径以1500D为宜（D为穿越管段外径）最小不应小于300 m。根据管径大小确定每根钻杆的折角，实时跟踪测量，每根钻杆的折角应符合要求，参照《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》。

根据穿越管径、地质情况选择钻头和钻进速度，要求扩孔孔径为不小于管径的1.5倍，清孔时在清出泥浆中应无大的石头等坚硬颗粒。

2.6穿越管道的焊接、试压施工

焊接执行标准和其焊接工艺评定规定，射线、超声波探伤均为100%，试压执行标准按管道穿跨规范执行（强度为1.5倍设计工作压力，严密性为设计工作压力）。焊工的操作技能尤为重要，对特殊地段多段连接口焊接时，必须保证其焊接时不受力。对于较多的山地多段接一的，回拖后建议宜进行严密性、强度（强度为1.25倍工作压力）试压检验。

2.7定向钻的回拖

要根据管道自重及长度、光缆套管重量和磨擦阻力確定回拖力，注意管道放置于管拖发送架或支墩上，注意其间距不得大于管道长度，必要时挖发送沟，放置膨润土，并注意防止管道滑落，回拖前检查定向钻泥浆中夹杂的石头杂质粒径的大小。

3 定向钻穿越施工的质量控制要点

细致的研究地质资料，制定切实可行的施工组织方案；注意定向钻钻机的安装质量、气候变化等对钻机基础或地锚的破坏，易导致回拖失败；钻机安装时注意安装位置一定要在入点和出土点的连线上，钻机导轨与水平面的夹角一般大于设计入土角1?，且钻机安装应牢固、平稳，对控向系统进行准确高校；作好回拖管的焊接和试压、补口补伤、测径工作，回拖前准备，做好安全措施。

4 定向钻穿越事故的预防

注意因钻机选择不当和安装质量不好而出现的失败事故；注意卡钻、断杆事故预防，注意光缆套管焊接质量而出现断管事故；注意钻进曲线不符合设计而出现返工的事故。对于工程质量管控者要具备对工程可能出现状况的预见能力，从而制定出行之有效的工程质量监管计划。

5 定向钻穿越质量监管重点

地质资料是否取全取准，施工组织设计的审查和报批是否已做，钻进曲线是否符合设计，管道焊接和试压质量是否合格，回拖措施是否落实，监理工作是否按细则落实，定向钻泥浆检测分析情况是否符合回拖要求。

我们经过不断的实践，对管道穿越有了较深入地了解。在工程质量监控中，从地理勘察，制定施工方案，对施工方案的可行性论证到具体施工、过程监控等一系列工作，对每一个管道穿越工程的质量监控任务，其地理情况都不尽相同，要求我们在定向钻穿越上，在工程质量监控过程中不断要加以总结和提高，从而能够随着情况发生变化，采取有效的工程监管措施保证穿越管道工程质量安全。

参考文献：

1、大港油田集团石油工程监理中心.石油工程监督探索与实践（第1版） [M].北京：石油工业出版社，2006.

2、SYT 4079-1995.石油天然气管道穿越工程施工及验收规范[S].

3、SY/T 6968-2013 .油气输送管道工程水平定向钻穿越设计规范[S].