鉆進過程中可能出現(xiàn)問題的應(yīng)對措施及預(yù)案

1、鉆 進 過 程 中 可 能 出 現(xiàn) 問 題 的 應(yīng) 對 措施 及 預(yù) 案 ( 共 6 頁 )-本頁僅作為文檔封面，使用時請直接刪除即可- -內(nèi)頁可以根據(jù)需求調(diào)整合適字體及大小- 2 鉆進過程中可能出現(xiàn)問題的應(yīng)對措施及預(yù)案（一）防止定向鉆在鉆孔時呈“s”形的措施在定向穿越施工過程中，孔道有時會出現(xiàn)“s”形的現(xiàn)象，造成這一現(xiàn)象的主要原因是導(dǎo)向孔曲線成形不好和擴孔時出現(xiàn)偏擴。地表或地下磁干擾造成探頭探測數(shù)據(jù)失真，易誘導(dǎo)導(dǎo)向孔曲線成形不好；穿越地層軟硬不均和擴孔器組合方式不當(dāng)，易誘導(dǎo)擴孔器在孔道內(nèi)偏擴。為防止在定向穿越施工過程中，孔道出現(xiàn)“ s”形的現(xiàn)象，我方計劃從以下兩方面采取措施：1）導(dǎo)向孔精心控

2、向，避免在這一階段出現(xiàn)“s”形的現(xiàn)象2）認(rèn)真做好穿越中心線的磁方位角測量。在導(dǎo)向孔開鉆前，要測量穿越中心線的磁方位角，這一數(shù)值是導(dǎo)向孔控向的原始依據(jù)數(shù)值，必須準(zhǔn)確。我們通過在地表多點測量（一般情況下，出、入土側(cè)各取兩個點），然后將各組數(shù)據(jù)進行分析對比，排除由于那些由于磁干擾而錯誤的數(shù)據(jù)，確定正確的磁方位角數(shù)值。如果各組數(shù)據(jù)相差較大（以上），則增加測量點（ 24個），直到確定正確的數(shù)值。3）導(dǎo)向孔嚴(yán)格按設(shè)計曲線鉆進在開鉆前對司鉆人員作好詳細(xì)的技術(shù)要求，對每一根鉆桿的鉆進要求都提前在圖紙上作好標(biāo)注；在鉆進時，準(zhǔn)確及時地向司鉆人員發(fā)布控向指令，并隨時根據(jù)鉆進情況調(diào)整司鉆推進、旋轉(zhuǎn)操作。使導(dǎo)向孔嚴(yán)格按

3、設(shè)計曲線鉆進。在導(dǎo)向孔施工階段，重點控制導(dǎo)向孔鉆進質(zhì)量，避免誤操作。4）認(rèn)真分析穿越各地層組成成分、物理力學(xué)性質(zhì)，選取合理的擴孔工藝，防止擴孔器偏擴認(rèn)真分析穿越各地層組成成分、物理力學(xué)性質(zhì)。穿越各地層往往軟硬不均，因此，在鉆前，要將各穿越地層中土的類型、含水量、孔隙度、粘聚力、內(nèi)摩擦角、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值、側(cè)摩阻力、錐尖阻力等等，仔細(xì)閱讀，將這些數(shù)據(jù)標(biāo)識在穿越曲線圖上，以指導(dǎo)司鉆人員操作。根據(jù)穿越地層選用合理的擴孔器組合方式。原則上，在地層呈軟塑、可塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)粘土或粉質(zhì)粘土?xí)r，采用桶式擴孔器；在地層呈硬塑狀態(tài)的粘土或粉質(zhì)粘土?xí)r，采用切割刀式擴孔器。在小級別擴孔（ 300）時，可以采用切割刀式

4、擴孔器；在較大級別擴孔（700）時，盡可能采用桶式擴孔器，以減輕擴孔器在軟地層中因自重大、土層對擴孔器的承載面積小而下沉的程度。保證孔道成形良好，整體曲線不變形。在擴孔器進入軟地層擴孔后，在扭矩控制在40000ft*lb內(nèi)的情況下，盡可能加快擴孔速度；同時，加大泥漿排量，保持井口返漿流速基本不變，避免返漿倒灌入孔道內(nèi)。（二）導(dǎo)向孔出現(xiàn)偏離的應(yīng)對措施導(dǎo)向孔曲線與設(shè)計曲線的偏移量半徑不應(yīng)大于2m 。出土點沿設(shè)計軸線的縱向偏差應(yīng)不大于穿越長度的1% ，且不大于 10m ；橫向偏差應(yīng)不大于穿越長度的% ，且不大于 2m 。鉆導(dǎo)向孔是定向鉆穿越施工過程中重點控制的關(guān)鍵工序, 導(dǎo)向孔質(zhì)量的好壞直接影響鉆機

5、回拖時回拖扭矩與拉力的大小。因此, 導(dǎo)向孔與設(shè)計穿越曲線是否重合是關(guān)系到管道最后回拖成功的關(guān)鍵。導(dǎo)向孔在鉆進過程中偏離設(shè)計穿越曲線的原因可以歸納為四類：第一，鉆機就位方位與管線設(shè)計穿越方位有偏差，造成在導(dǎo)向孔鉆進的過程中其軌跡逐3 漸偏離設(shè)計穿越曲線。第二，受外部磁場的影響，控向方位角非管線走向的真實方位角，從而控向軟件計算鉆頭方位的參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致從計算機采集的數(shù)據(jù)非鉆頭的真實位置。第三，受地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。導(dǎo)向孔在鉆進過程中要穿越不同的地層即使是同一地層其硬度分布也會軟硬不均，因此，鉆頭在鉆進的過程中比較容易偏向相對較軟的地層，造成與設(shè)計曲線發(fā)生偏移。第四，在導(dǎo)向孔鉆進過程中，由于鉆機操作

6、人員（司鉆員、控向員）人為操作有誤，使穿越軌跡與設(shè)計曲線發(fā)生偏移。針對以上造成曲線偏移的原因，我們特制定了如下措施：1）保證鉆機就位方位與設(shè)計管線中心線重合的措施鉆機就位前，用測量儀器（如經(jīng)緯儀）放出管線穿越中心線，根據(jù)穿越入土角、鉆機自身尺寸（車長、車寬、輪距等）等參數(shù)計算出鉆機就位的精確位置，并用白灰或用線繩予以標(biāo)記，并以此標(biāo)記作為鉆機就位的依據(jù)。在鉆機就位過程中，除了利用白灰或線繩標(biāo)記作為就位的標(biāo)準(zhǔn)外，就位后還要用測量儀器測量鉆機就位偏差，經(jīng)計算鉆機就位方位相對于管線中心線的角度偏差如果超過時，需要根據(jù)偏左偏右情況重新調(diào)整鉆機，經(jīng)多次就位-測量- 調(diào)整- 再測量，直到偏差控制在范圍內(nèi)。鉆

7、機就位后，計算出精確的偏差數(shù)值，在開始鉆導(dǎo)向孔時及時調(diào)整此偏差為零，從而保證導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計穿越曲線重合。2）外部磁場對方位角的影響及控制措施外部磁場主要由地下管道、地下光纜、剛性建筑物（構(gòu)筑物）、大型船只、地上高壓線等產(chǎn)生，這些外部磁場將影響地磁場強度和地磁角度，從而影響控向方位角，控向方位角的不確定最終導(dǎo)致鉆孔時方向失控。根據(jù)現(xiàn)場確定的外部磁場的位置，在鉆孔時，探測器到達(dá)外部磁場前，鉆孔方向不能出現(xiàn)過大的左右偏移量，保持實際方位角與控向方位角的偏差在允許的范圍內(nèi)，在進入外部磁場時，實際方位角發(fā)生變化，此時的方位角與控向方位角不同，鉆進時暫不考慮干擾后的方位角而直接按直線鉆進，在進行數(shù)據(jù)測量

8、時，根據(jù)控向工具面的位置輸入與控向方位角接近的方位角。鉆頭穿越過磁場干擾區(qū)后，計算機控向數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，此時導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計穿越曲線偏差應(yīng)當(dāng)在許可范圍內(nèi)，萬一兩者偏差較大，首先計算出實際偏差量，然后將經(jīng)過磁場干擾區(qū)的鉆桿抽出后重新鉆進進行偏差調(diào)整。在已知偏差量的情況下進行調(diào)整是很容易的，通過調(diào)整消除磁場影響，使導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計穿越曲線重合。3）對于穿越砂層的定向鉆要確保導(dǎo)向孔在該層中的平滑過度（關(guān)鍵部分）導(dǎo)向孔鉆進是穿越施工的第一步也是最關(guān)鍵的一步，這就要求我們在鉆導(dǎo)向孔過程中對下面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行近一步的分析判斷?？叵騿T與司鉆員要認(rèn)真實際地做好施工記錄，為下面的預(yù)擴孔及管線回拖提供切實可靠的施工

9、資料。4）采用人工磁場鉆機控向系統(tǒng)是依靠地磁場進行方位控制，通過鉆頭后面的探頭將導(dǎo)向孔參數(shù)傳輸?shù)接嬎銠C。地磁場容易受到地下管線、地下電纜、地面高壓線等金屬構(gòu)件的干擾，從而造成控向參數(shù)不準(zhǔn)確。人工磁場是在穿越中心線兩側(cè)布設(shè)的閉合線圈，布設(shè)簡單方便，在施工中既經(jīng)濟又有效，其優(yōu)點是它不受外部磁場的干擾，可以準(zhǔn)確無誤的將鉆孔數(shù)據(jù)反映出來，當(dāng)探頭到達(dá)此閉合的線圈區(qū)域內(nèi), 接通直流電源產(chǎn)生磁場 , 通過人工磁場可以測得穿越軸線的左右偏移和穿越標(biāo)高。通過人工磁場與地磁場左右偏差的比較, 可以確定目前鉆頭方位角, 從而確定下一根鉆桿的行進方位。由于人工磁場在地磁場受干擾的情況下可以提供4 準(zhǔn)確的管線穿越方位角

10、，在地磁場不受干擾的情況下可以校正控向方位角的正確性，從而能夠很好的控制導(dǎo)向孔與設(shè)計穿越曲線偏移，并能保證穿越曲線的平滑性。5）控制人為因素造成導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計穿越曲線偏差的措施開工前，進行有針對性的培訓(xùn), 加強控向人員與司鉆人員的配合，司鉆人員以控向人員的指令為準(zhǔn)，按照指令進行操作，防止人為操作導(dǎo)致鉆孔出現(xiàn)偏移設(shè)計曲線。控向人員應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計曲線計算每次傾角的調(diào)整度數(shù)，認(rèn)真掌握并注意穿越過程中的軌跡變化，通過軌跡變化確定控向方向的變化。從而控制導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計穿越曲線的偏移。（三）導(dǎo)向孔卡鉆的應(yīng)急預(yù)案導(dǎo)向孔鉆進過程中，鉆頭很可能卡鉆，表現(xiàn)為泥漿壓力劇增，或伴隨鉆機扭矩瞬間的增大（旋轉(zhuǎn)鉆進時）

11、，此時，鉆頭停止轉(zhuǎn)動。處理的方法有二種：一是當(dāng)泥漿的壓降能保持在500psi 范圍內(nèi)時，可采取立即停止鉆桿的推進，改為往鉆機方向拉鉆桿，降低泥漿的壓差，然后用更慢的推力和推進速度鉆進；二是當(dāng)泥漿的壓降超過500psi 時，應(yīng)立即關(guān)閉泥漿泵，停止泥漿的泵送，往鉆機方向回撤鉆桿。因此次穿越設(shè)計曲率半徑小，導(dǎo)向孔施工過程中，在更換鉆具或其它特殊情況回抽鉆桿時卡鉆。主要原因是個別地段造斜過大，清孔不徹底，鉆屑過量堆積引起“縮孔”，造成卡鉆。處理方法：首先應(yīng)保持泥漿的正常工作，有足夠的泥漿往孔內(nèi)泵送，此時鉆桿且不可簡單地繼續(xù)往回拉，否則容易將鉆頭卡死。應(yīng)在泵送泥漿的前提下繼續(xù)往前進，耐心進行清孔，同時按

12、首次鉆進記錄調(diào)整鉆頭的高邊，停止鉆桿的旋轉(zhuǎn)往回抽，注意控制好鉆機的拉力，然后旋轉(zhuǎn)鉆桿前進、清孔，多次反復(fù)，直到順利通過“縮孔”地段。（四）管線回拖受阻的應(yīng)急預(yù)案應(yīng)區(qū)別受阻位置和實際情況區(qū)別對待。當(dāng)管線回拖進距離相對較短時，宜采取往出土側(cè)回拉的方式；當(dāng)管線回拖至接近出土?xí)r，可采取往鉆機側(cè)助推的方式；當(dāng)回拖管線位置處于中間段，兩個方向均可考慮，在地層中受阻時，用助推方式成功的機率較大。回拉和助推的方式有兩種：機械設(shè)備操作方式：利用挖掘機、履帶拖拉機、吊管機等爬行設(shè)備，在管端安裝卡具，連接鋼絲繩進行回拉或助推。優(yōu)點：設(shè)備和卡具準(zhǔn)備簡單，操作平穩(wěn)，與鉆機的配合施工好；缺點：提供的推、拉力有限。夯管錘操

13、作方式：一臺350 型夯管錘（含 1720m3空壓機 1 臺，配套機具和管路 1 套），在管端安裝事先加工好的卡具，利用夯管錘的瞬間、高頻沖擊力進行回拉或助推。優(yōu)點：無需后背力，提供的沖擊力很大，最大瞬間沖擊力可達(dá)600t 以上（可調(diào)），且可以和管線、鉆桿等相連接，前進和后退方向均可調(diào)整，解決受阻問題的能力強。缺點：設(shè)備租用、運輸，卡具加工等時間較長，與鉆機的配合施工同步性較差，需精心策劃、組織。（五）防止出現(xiàn)跑漿的應(yīng)急措施5 鉆導(dǎo)向孔階段導(dǎo)向孔鉆進階段是管線穿越的關(guān)鍵，因為管線穿越孔還沒有鉆通，因此在導(dǎo)向孔鉆進的過程中，穿越泥漿是在盲孔中向入土點返出，如果入土點前端孔堵塞，則有可能在穿越沿線冒出泥漿，因此在管線導(dǎo)向孔的前100 米，將采取比較大的泥漿量，泥漿的流量較大便于攜帶出破碎的泥土，使孔始終是通路。在導(dǎo)向孔的后半段，泥漿壓力要減小，因為穿越距離長時泥漿很難再從入土點孔洞內(nèi)返出。擴孔階段開始擴孔的前半段，要采取比較大的泥漿量，利用泥漿的流動把孔內(nèi)的泥土帶到出土點。當(dāng)擴孔中段，泥漿量要減小，因為距離出土點與入土點都比較遠(yuǎn)，泥漿從這兩點返出需要的壓力較大，如果