水平定向钻穿越施工及其风险控制措施探讨

2022-02-07宋少杰张长沙

大众标准化 2022年2期

宋少杰，张长沙

（新地能源工程技术有限公司，河北廊坊 065001）

在目前的管道施工建设中，主要的施工技术有开挖施工和非开挖施工两大类，水平定向钻穿越施工属于非开挖施工技术。对这种技术的具体利用做分析可知其具有导向准确、成功率高的优势，而且，施工过程不会干扰河床，不会影响河床底部的结构和条件，对周围的生态也不会有什么影响。再者，这种施工方法不会受到季节的限制，施工周期也比较的短，对整体项目推进的作用比较显著。总的来讲，水平定向钻穿越施工的综合优势比较的突出，所以在目前的管道施工中受到了普遍关注。简言之，对水平定向钻穿越施工以及风险控制的具体内容进行总结，这可以为当前施工提供有效指导。

1 水平定向钻穿越施工工艺

明确水平定向钻穿越施工工艺的具体步骤和细节，这对于控制施工质量，提高职工效率有重要的指导作用。以下是基于实践总结的水平定向钻穿越施工工艺分析。

第一是场地的选择以及布管。在水平定向钻穿越施工的过程中，做好场地选择和科学布管工作有突出的现实意义。就目前的实践分析来看，施工的场地准备包括了设备场地和布管场地准备。在水平定向钻穿越施工过程中，施工场地相对较小，与传统的管道敷设方式有明显区别。根据对实际施工的分析，施工现场的大小与钻孔的长度、管道的直径和所钻地层密切相关。因此，在实践中，有必要根据当地情况考虑一些因素，如入口点、钻孔、场地周围环境等。基于一般要求，设备场地和布管场地的选择需要强调如下标准：（1）设备场地。在一般的情况下可以基于50×50 m的标准进行设备场地确定。如果是小直径管线施工，设备场地可以按照20×30 m的规格进行确定。如果遇到的是大直径管线施工，那么具体的场地需要按照70×100 m的规格进行确定。（2）布管场地。在一般的情况下，水平定向钻进穿越出口处的工作场地按照20×30 m的要求进行布置即可。如果遇到的是大直径管线铺设，参数要求可以调整为30×50 m。结合目前的施工经验，管线的工作场地需要和出口保持一定的距离，一般是30 m。

第二是施工前检验。就水平定向钻穿越施工实践来看，施工会涉及比较多的内容，比如设备、场地、人员等，基于施工规范和专业的要求，在施工之前需要对施工相关内容进行标准检验，一方面是保证施工要素的合规，另一方面是积极的剔除不安全要素，这样，最终的施工质量才会得到保障。

第三是钻导向孔。在钻导向孔的时候需要基于设计轨迹开展具体的工作。导向孔可使用泥浆马达和钻头或仅使用喷射钻头进行钻孔。在实际应用中，为了控制钻井方向，通常会安装一个测量和定位系统，用于有效地检测和控制钻井方向。在钻孔时，先将导钻杆位于管柱内，并由管柱支撑。为了避免导向钻杆周围的孔壁塌陷，必须为导向钻杆设置回流通道。实际应用中，钻出导向孔是测试钢丝绳曲线成功与否的主要环节之一。若有异常，应及时对导线曲线进行分析和调整，以降低工程风险。

第四是扩孔。在实际应用中，扩孔的主要功能是将钻屑与钻井液充分混合，形成更合适的空间，这对于降低管道的阻力具有重要意义。针对扩孔的重要性，需要根据管径、地质、阻力等条件对扩孔进行综合分析，确定扩孔的直径和数量。在一般情况下，扩孔孔径会按照穿越管径而逐步的增大。当然，为了保证实践工作效果，还需要对扩孔器选择进行强调。

第五是管道回拖。在穿越工程施工中，管道回拖是非常重要的一步，施工过程中必须保证连续作业。根据实际分析，在管道回抽过程中，需要根据阻力曲线和导流曲线，合理准确地控制泥浆，使管道回抽的实际效果能够满足实际要求。

第六是施工后的复验。在创业施工中，施工后的复验工作有突出作用，所以需要对该工作内容进行强调。结合目前的实践，为了对回拖之后的管道强度和密封性进行检验，同时为了为竣工验收提供依据，需要重点关注施工后的复验工作。目前的工作实施中，施工复检主要包括强度试验、密性试验、清管和干燥。

第七是场地复原。回拉和最终复验后，需要恢复管道位置和设备位置。混凝土工程包括入口和出口泥浆池清理以及泥浆、泥浆池填充。

2 定向穿越工程的主要危险要素

2.1 设计阶段

对水平定向钻穿越施工进行分析可知在施工的过程中为了保证施工安全，需要在设计阶段对施工区域的地质情况进行调查。如果调查不够细致或者是调查工作的范围与施工范围不符，那么很可能出现因为理论情况和实际情况不一致的情况，这种情况会导致施工风险。

在水平定向钻井的施工设计中，如果泥浆性能与地质地层存在差异，将导致钻井失败。简言之，在设计阶段，对问题和设计问题的调查将导致施工风险。

2.2 施工阶段

就目前的资料总结来看，导致施工阶段发生风险的要素如下。

第一是钻机的锚固情况。立足于施工实践做分析，如果存在钻机锚固不稳定的情况，那么会出现钻进以及回拖失败问题，严重的时候会导致设备损坏以及人员伤亡。

第二是定向钻孔传统施工中的坍塌问题。在施工过程中，如果扩孔次数过多以及扩孔量过大，或回拖过快，都可能导致坍塌。在实践中，坍塌以及崩裂对施工安全的影响是巨大的。

第三是回拖失败问题。在穿越工程的施工实践中，当穿越段的曲率半径较小，管段的重量较重时，如果孔壁成型不当，就会发生孔洞塌陷或缩孔，设备失败等，很容易出现回拖失败等问题。

第四是钻杆断裂风险。钻导向孔的过程中，如果开挖点的垂直和水平偏差与实际穿越曲线和设计穿越曲线有较大偏差，或存在尖锐的弯曲、死角、不规则的孔等，会导致钻杆承受过大的弯矩，如果严重，会导致钻杆断裂。

第五是如果在穿越施工过程中采用预扩孔法，且穿越段地质不均匀，勘探孔少，则可能造成施工停滞。再者，地下泥浆渗漏等引发的堵孔、塌孔等问题均会导致预扩孔失败。

第六是在管道铺设到沟槽中时，如果采用错误的方法，会导致管道吊架翻倒等问题的发生。如果在回拖过程中再次发生预扩孔或设备故障，那么施工时间会被延长，卡钻等问题也会发生。

第七是在粉砂质或流沙质地质条件下，当跨越地上河流时，管道可能发生在堤岸的底部。如果这种情况得不到妥善处理，最终可能引发决堤。

2.3 管理方面

在水平定向钻穿越施工的过程中，管理方面的漏洞也会导致施工安全的发生。结合实践做分析可知管理方面的问题主要表现如下：（1）现场管理问题。在施工的过程中，现场存在着设备、人员，如果无法管理现场，会出现整体施工混乱的情况，这不仅会导致施工效果问题，还会诱发安全问题，因此在实践中需要积极地进行现场管理问题的解决。（2）施工管理问题。所谓的施工管理具体指的是施工过程中的管理。对施工过程进行分析会发现在施工中，设备的利用、人员的操作以及设备和人员的配合等会呈现出不同的状态，当设备应用出现失误或者是人员操作存在不当的时候，风险问题可能会发生。基于安全保障和风险规避，对施工过程进行强调，明确各个环节的细节和标准，并加强管理，这对于整体施工质量和安全保证有积极意义。简言之，在目前的施工过程中，过程管理不善引发了诸多安全问题，所以需要对该内容进行分析。

3 水平定向钻穿越施工中基于风险控制的管理策略

3.1 基于风险识别的安全管理

既然风险要素会导致施工安全问题，因此在实践中便需要基于风险识别强调安全管理。结合目前的资料做分析，要真正的开展基于风险的安全管理工作，需要关注如下内容。

第一是强调安全意识培养。在施工安全管控中，安全意识培育是非常重要的内容。就安全意识培育实践来看，其主要包括两方面内容：（1）需要对管理人员的安全意识进行培育。管理人员肩负着安全管理的重要职责，如果其意识淡薄，那么在工作实践中，其会忽略安全管理，这对于风险管控是非常不利的，所以需要通过安全会议等方式加强风险管控人员的安全意识。（2）施工人员的安全意识。在施工之前可以通过技术交底、安全培训等工作让施工人员具有基本的安全常识，这对于风险预防效果提升有积极意义。

第二是构建风险管控体系。在工程风险管理的过程中，完善的风险管理体系建设与应用也是非常必要的。就风险管控体系的具体建设来看，其主要包括了如下内容：（1）完善的风险管理结构。基于风险管理的实际需要确定管控范围，并在范围基础上强调风险管理结构的建设，这样，工程风险管理的覆盖范围会更加全面。（2）对风险管理的具体内容进行强调。立足于风险管理的实际需要确定风险管理的具体内容，这样一来，风险管理实践中的漏洞会得到有效补充。（3）风险管理的指标以及标准确定，这能够为管理工作的具体实施提供更加规范的参考。

第三是严格落实风险管理工作。在风险管控体系建设的基础上要提升风险管理的效果，接下来需要做的重要工作便是落实风险管理工作。比如在实践中设置风险管理监督岗位，由该岗位的工作人员对风险管理工作的具体实施进行监管，这样，风险管理工作中存在的缺陷以及不足会更加的清楚，这对于改善风险管理实践有突出的现实价值。总之，基于规范性、专业性和标准性对风险管控体系的执行做分析，对于风险管控实效提升帮助巨大。

第四是强调风险管理的评价与改进。结合工程风险管控实践进行研究，在风险管理的过程中，通过全面、标准和专业性评价工作可以发现风险管理存在的瑕疵，同时也能够发现风险管理工作的优势，在瑕疵和优势明确的基础上强调优势的保持和瑕疵的改进，这样，风险管理实效会明显提高。总之，对目前的风险管理评价工作进行强调，并基于评价结果开展改进工作，这能够促进风险管理工作获得良好进步。

3.2 施工管控

结合上文的具体分析可知，在水平定向钻穿越施工的过程中，诸多要素会引发施工风险，所以基于施工的具体流程开展风险控制工作是非常必要的。结合目前的实践，要真正地解决施工过程中的风险管控，可以强调如下工作。

第一是需要对施工流程进行设计。在工程施工的过程中，具体的流程设计以及施工操作细节对最终的施工效果保证有积极的意义，所以在施工过程中需要对工艺利用、环节施工等进行强调。

第二是强调施工过程的管控。施工过程的管控是工程施工中需要重点强调的内容，结合目前的实践进行分析，在施工过程的管控中需要强调如下内容：（1）施工环境控制。在施工的过程中需要对施工区域的基本环境做分析，要保证施工区域不存在影响施工的因素。在实践中，需要对施工现场的地理环境因素等进行控制，同时要对施工区域的设备要素、人员要素等进行分析，这样可以更好地掌握现状。（2）基于具体的施工多现场环境资源进行调配，比如对现场的大型设备进行调配，对人员等进行合理的安排，这样可以有效地减少现场混乱等显著问题。解决了这些问题，施工的秩序性、稳定性等表现会更加突出。

第三是关注施工评价与优化。在施工的过程中，施工评价和优化也是需要重点强调的。对施工的整个流程进行分析，通过评价总结施工过程中可能存在的问题，并对诱发问题的因素进行分析，同时立足于因素进行问题的解决，这样，施工的整体效果会更加的突出。