义乌中压燃气管网工程定向钻穿越施工方案岩石.docx
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义乌中压燃气管网工程定向钻穿越施工方案岩石
义乌中压管网
定向钻穿越施工方案
（强风化岩、中风化岩层）
工程名称：
义乌市天然气中压管网工程
业主：
义乌市天然气有限公司
承包商：
江苏天力建设有限公司
编制：
校对：
审核：
批准：
1、编制依据及参考资料……………………………………………………2
2、工程概况…………………………………………………………………………2
3、工程量…………………………………………………………………4
4、穿越点断面图………………………………………………………………5
5、施工组织和进度计划……………………………………………………7
6、施工技术方法………………………………………………………………10
7、清管试压……………………………………………………………………11
8、工程质量保证措施……………………………………………………………12
9、技术保证措施……………………………………………………………………13
10、HSE保证措施……………………………………………………………………13
11、突发故障预防和处理…………………………………………………………14
12、环保措施………………………………………………………………………15
1、编制依据及参考资料
1.1业主提供的施工图纸。
1.2《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》（SY/T4079-95）。
1.3《输油输气管道线路工程施工及验收规范》（SY0401-98）
1.4《石油天然气金属管道焊接工艺评定》（SY0452-2002）
1.5《线路工程质量评定标准》（SY/T-0429-2000）
2、工程概况:
该定向穿越工程为义乌市天然气管网工程中的部份工程，穿越点多为道路、河流等，详见施工图纸，地层为土层、强风化、部分泥岩等。
铺设多种管径的PE管。
3、工程量：
序号
项目
单位
数量
备注
一
定向钻穿越
1
φ200pe管定向钻穿越总长度
M
3300
实际长度
2
φ250pe管定向钻穿越总长度
M
3300
3
φ300pe管定向钻穿越总长度
M
3300
4、穿越点断面示意图
该断面示意图为穿越轨迹示意图,该轨迹示意图以在强风化岩层中穿越小河铺设300PE管为例（每个具体穿越点都不一样），列出的数据如下,该工程管线的曲率半径取1500D左右，入孔角为9度，出孔角为6度。
造斜改变量累计不能超过连续四根造斜。
110m90m130m
4.0m
导向孔记录设计表
说明:
入孔处的造斜段约为110米.出孔处的造斜段约为130米。
河流穿越深度为5米。
钻杆根数
累计长度
角度（百分比）
深度
累计深度
0
0
0
0
0
1
6
15
-0.9
-0.9
2
12
15
-0.9
-1.8
3
18
14
-0.84
-2.64
4
24
13
-0.78
-3.42
5
30
12
-0.72
-4.14
6
36
11
-0.66
-4.80
7
42
10
-0.60
-5.40
8
48
9
-0.54
-5.94
9
54
8
-0.48
-6.42
10
60
7
-0.42
-6.84
11
66
6
-0.36
-7.20
12
72
5
-0.30
-7.50
13
78
5
-0.30
-7.80
14
84
4
-0.24
-8.04
15
90
3
-0.18
-8.22
16
96
2
-0.12
-8.34
17
102
1
-0.06
-8.40
18
108
0
-0.0
-8.40
19
114
0
-0.0
-8.40
20
120
0
-0.0
-8.40
21
126
0
-0.0
-8.40
22
132
0
-0.0
-8.40
23
138
0
-0.0
-8.40
24
144
0
-0.0
-8.40
25
150
0
-0.
-8.40
26
156
0
-0.
-8.40
27
162
0
-0.
-8.40
28
168
0
0.
-8.40
29
172
0
0.
-8.40
30
178
0
0.
-8.40
31
184
0
0.
-8.40
32
190
0
0.
-8.40
33
196
0
0.
-8.40
34
204
0
0.
-8.40
35
210
+1
0.06
-8.34
36
216
+2
0.12
-8.22
37
220
+3
0.18
-8.04
38
226
+4
0.24
-7.80
39
232
+4
0.24
-7.56
40
238
+5
0.30
-7.26
41
244
+6
0.36
-6.90
42
250
+7
0.42
-6.48
43
256
+8
0.48
-6.00
44
262
+8
0.54
-5.46
45
268
+9
0.54
-4.92
46
274
+9
0.54
-4.38
47
280
+9
0.54
-3.82
48
286
+9
0.54
-3.30
49
292
+9
0.54
-2.76
50
298
+9
0.54
-2.22
51
302
+9
0.54
-1.68
52
308
+9
0.54
-1.14
53
314
+9
0.54
-0.60
54
320
+9
0.54
-0.06
55
326
+9
0.54
出土
56
330
63
372
5、施工组织和进度计划
5.1穿越点平面布置
5.1.1入土点平面布置
5.1.2出土点平面布置
如上图所示,共占地面积是30米X20米，约600平方米.
5.2、施工劳动组织
5.2.1根据该工程的具体情况以及以往的施工经验，建立管理和施工队伍，共14人，岗位设置如下。
岗位
人数
负责工作
项目经理
1人
工程总负责
工程师
1人
负责施工中出现的技术问题
机长
1人
负责具体施工
安全质检员
1人
质量和安全管理
钻工
2人
机械与仪器操作
力工
6人
钻杆运输及其它辅助工作
机械维修工
1人
设备维修与保养
生产生活管理
1人
安排生产和生活资料
5.2.2主要机械设备
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
GBS-35型导向钻进铺管钻机
台
1
自带
2
DCIMarkⅤ探棒型导向仪
套
1
自带
3
泥浆泵机组
套
1
自带
4
螺杆马达
套
1
自带
5
返循环泥浆系统
套
1
自带
6
经纬仪
套
1
自带
7
地下管线探测仪
套
1
自带
8
污水泵
台
1
自带
9
潜水泵
台
2
自带
10
钻杆800米
套
1
自带
11
发电机
台
3
自带
12
电焊机
台
1
自带
13
25T吊车
台
1
就地租用
14
小船
只
1
就地租用
5.2.2.1GBS——35型导向钻进铺管钻机性能参数
转数：
0----70rpm;
扭矩：
0----16700N.m
最大给进力：
350KN
最大回拉力：
850KN
射流压力：
0---18Mpa
流量：
0----500L/min
最大铺管长度：
600m（管径为406mm时）
5.2.2.2钻具：
钻杆直径：
89mm
钻杆长度：
6m
导向钻头直径：
180mm
反扩钻头直径：
300mm、400mm、500mm、
5.3、主要原材料准备
本工程需提前备料泥浆材料、丝扣油、钢丝绳、绳卡、电焊条，其它材料如油料、润滑脂、电池等可就地提前购买。
5.3.1泥浆：
选用天然钠土泥浆，备料共50T；
5.3.2丝扣油：
备料100Kg
5.3.3钢丝绳：
Ø16mm和Ø20mm各10m
5.3.4柴油：
1000Kg
5.3.5汽油：
500Kg
5.4、施工进度安排（共10天）
总工期预计为10天，需要指出的是，施工日期应从所有的施工条件都具备条件及设备到场算起。
穿越工期为10个工作日
工序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
设备二次安装
★
导向孔钻进
★
★
一次扩孔
★
★
二次扩孔
★
★
三次扩孔
★
★
管道回拖
★
6、施工技术方法
6.1基本方法介绍
6.1.1．现场勘查：
采用地下管线探测仪器探测原有地下管线的铺设埋深和走向，避免施工时对这些管道造成损坏；
了解施工场地的地层情况，根据不同的地层选用相应的泥浆及钻进方法。
6.1.2导向孔钻进：
根据场地勘查的情况，针对欲铺设管线的要求，设计出一条理想的钻进轨迹。
利用导向钻机及导向仪器，通过监测和控制手段使导向钻头按设计的轨迹延伸，从地表一头钻入，从另一头钻出，完成导向孔的施工，该工程导向钻进采用孔底螺杆马达，螺杆马达是采用高压泥浆泵作为驱动力带动钻头钻进。
6.1.3．扩孔：
导向铺管技术应用领域广泛在很大程度上依靠扩孔这一工艺来保证，导向孔的完成只是钻完一个直径较小的孔径，仅能铺设较小的管径，通过一定的技术手段使导向孔逐级扩大到所需要的孔径，才能满足不同的铺管施工要求，选用不同的扩孔钻头扩孔，就可以满足不同的施工要求。
该工程由于是岩层所以要用三牙轮钻头扩孔，孔径要扩到500左右，长度为300米的岩层扩孔中每级扩孔至少要备二个扩孔钻头，岩层硬还需要更多的钻头。
此外由于岩层中扩孔慢泥浆消耗大所以要采用循环利用。
6.1.4．清孔
在岩层中扩孔会产生大量的岩粉成颗粒状，很难随泥浆排出，所以每扩完一遍孔都要用返循环泵抽吸孔底的岩粉及颗粒。
当然如果是粉沙岩地层用大排量的泥浆也能排出岩屑等。
6.1.5．铺设管线：
在逐级扩孔到设计的孔径（依铺设不同管径的大小而定）后再把孔底及时清理干净，然后在扩孔钻头上连接好拉管头，拉管头又连上所铺的管材。
从地表的一端拉至另一端，从而完成整个铺管工作。
6.2本工程具体施工方法
6.2.1现场勘察：
其目的是查明工作区内的所有地下管线的基本分布和大致走向、深度，采用仪器进行勘察，对有怀疑的地方或关键之处可挖探槽进行进一步的确认；
6.2.2测量：
6.2.2.1主要测量内容是钻孔中心线和对应地面各点标高，每3m作一次测深记录。
6.2.2.2要求在入射端设一基准点，在钻孔中心线上每3m设置一个标记，标高突变之处增设一个标记，在每个标记上标明该点的标高和基点的距离；
6.2.2.3测量仪器采用经纬仪，测量精度正负1cm;
6.2.2.4为使施工能连续进行，所有测量工作应在第一条导向孔施工之前完成，采用水泥基座稳牢钻机，并在水泥基座硬化后使用。
6.2.3机械安装：
平整场地，采用混凝土浇筑机台座，采用吊车将钻机放置在入射点，连结钻机和泵站，调整钻机倾角为设计入射角，固定钻机。
6.2.4导向孔钻进：
6.2.4.1导向孔钻进是工程的关键，施工中应引起特别重视，要严格按照设计和操作规程进行施工；由于采用螺杆马达钻进要及时观察泥浆泵的压力变化和流量，再根据钻进的快慢要及时调整螺杆马达的钻进参数。
6.2.4.2入孔段要尽量保证平直，平均每3m测量一次深度，随时监视钻头倾角和左右偏差，导向钻头倾角控制有正负2%之间，上下左右偏差控制在下负70mm以内；
6.2.4.3根据钻进行程及不同的钻进地层情况确定不同配方的泥浆做钻进冲洗液，根据钻进情况及时调整泵压和泵流量；
6.2.5扩孔：
为减小回接管道时的阻力，钻孔分五次扩孔，第一次扩至Φ300mm,第二次扩至Φ400mm；第三次扩至Φ500mm；依实际地层条件，在必要时可增加扩孔次数（观察钻机扩孔时的扭矩和回拉阻力，决定是否终止扩孔实施管道回拖）。
每次扩完孔都要观察孔底的岩屑是否要清孔，只有保证孔底是比较干净的才能进行下一遍的扩孔。
6.2.6拉管：
在扩完孔之后采用拉管接头将钻杆与被拉钢管连接起来，然后启动钻机拉管。
6.2.7.工艺流程图
7、清管试压
以洁净、无腐蚀性水为水压介质。
整个穿越段单独进行清管和试压，强度试验压力为6.6Mpa，稳压4小时，待稳压合格后，进行严密性试验，严密性试验压力为4.4Mpa，稳压24小时。
具体要求按《输油输气管道线路工程施工及验收规范》（SY0401-98）的相关条款执行。
（根据设计要求来执行）
8、工程质量保证措施
8.1质量保证体系
建立以项目经理为领导的质量管理体系：
8.2质量保证措施
8.2.1导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检，以保证探头精度。
8.2.2精确调整钻机的位置和角度，以保证入孔位置；
8.2.3导向孔每钻进3m测量一次，如发现偏差应及时调整。
必要时增加测量次数以确保导向孔偏差在设计范围以内；
8.2.4司钻应严格按照探测员的指令进行操作，遇有异常情况及疑难问题应及时停钻，研究解决，不得自作主张；
8.2.5扩孔应逐级完成，不同地层要按不同的工艺进行扩孔，严格遵守操作规程。
8.2.6每孔钻孔开始前，都要对操作人员进行技术交底，强调质量标准和质量要求；
8.2.7强化质量保证体系，由项目经理全面负责质量管理工作，全部施工人员负责的岗位责任，认真做好工程记录，保证每一道施工工序按规范进行。
9、技术保证措施：
9.1每个导向孔施工前应对导向仪进行标定或复检，以保证探头精度。
9.2施工前应用管线探测仪反复对地下原有管线分布情况了解清楚，确保在铺管区域内无其它障碍物；
9.3选用有8年以上非开挖施工经验的高级工程师作技术负责人，选用工程技术人员作项目经理，并选用熟练工人进行操作钻机。
从人员上确保高素质，严格施工管理。
此外，工程施工中遇到的意外情况必须要有丰富的施工经验才能解决,我公司从1995年开始从事非开挖技术研究和实践工作，先后完成过多项非开挖铺管工程，有着丰富的施工经验和技术，完全能够解决工程中遇到的难题。
10、HSE保证措施
10.1严格执行本公司安全生产制度，安全员随班到现场检查，发现不安全因素及时解决；
10.2明确分工，统一信号，专人负责电器电路，所有电器非电工人员不得随意乱动；
10.3严禁在设备运转时进行维修保养，各安全操作规程工序均应严格遵守；
10.4在闹市区施工要注意过往车辆，并注意人身安全；
10.5机械传动及工作区应设安全标志；
10.6如需挖掘工作坑，则周围应设护栏，夜间设标识；
10.7通过探测及和有关部门联系，彻底摸清要穿越地带原有地下管线，防止施工中对其造成破坏；
10.8严禁工作时间内喝酒以及酒后作业；
10.9施工人员在工作期间必须佩带安全帽。
10.10低压液压油能渗入皮肤、燃烧或产生污染。
可用纸张或木片检查泄漏，不要用手！
如果接触了这些或其它石油产品，应立即擦去。
应始终保持按医疗卫生的观点办事。
10.11在断开任何管路之前，应先释放压力。
在系统压力升高之前，应确定所有的连接是否严密，线路、管道和水管有无受损。
油液从极小的孔中漏出时几乎看不见。
用纸张或木片而不用手寻找泄漏处。
穿上防护衣，戴上护眼罩。
如果受到高压液流的伤害，寻找熟悉这类伤害的医生立即治疗。
10.12旋转件能压碎胳膊或腿。
不要接触回转的钻杆。
在旋转部件周围不要穿宽松的衣服。
不要在转动部分上走或站。
10.13在启动任何设备之前，使用预先设置好紧急关机程序。
10.14了解所有的危险：
在工作开始前，勘察地下、地表和高空的危险，所有电讯、电力、自来水和排水管以何种方式铺设以及应确定它们的位置。
10.15在可能有意外的冲击或撞击的情况下，应做必要的预防措施以保护工作人员和过路人。
10.16如果发生事故或意外撞击必须立即停止施工，并与适当的地方主管部门联系。
11、突发故障预防和处理
11.1导向孔施工时因扭矩太大钻具被卡死在土层中：
按照计算，在本工程采用35吨拉力的非开挖钻机其安全系数高达1.9。
11.2导向钻机机械故障：
本钻机主要部件均选用德国进口的元件，保证其使用可靠；该钻机采用电液控制和手动控制双重保险，一旦电器控制失灵，可用手动控制系统直接操控钻机，保证作业顺得进行。
本次施工拟带部分电液元件以备急用，如电磁铁、液压阀、常用低压电器等；除此之外，因该钻机是我单位自行研制的，所以我们手头有充裕的备件随时可以调用；
11.3本工程选用钻机和泥浆泵站均采用柴油机作动力，自带汽油发电机发电供潜水泵及照明灯具使用，因此不受市电停电影响。
11.4向当地公用地下管线部门查询，了解施工区域的已有地下管线情况。
一旦对地下管线作了定位，必地时可通过手工挖掘确定其铺设位置。
11.5钻导向孔预防措施
11.5.1不要超出钻杆制造商允许的最大扭矩和拉应力。
11.5.2如果遇到钻进突然减慢或停止，应直到确定是否碰到障碍物后才又再钻进。
11.5.3当穿越如道路、桥梁和建筑物等的基础时，应意识到钻进液液压作用的危险，这些建筑物有升或降的可能。
11.5.4当用起重机移动钻杆时要小心，在可能时应用带钩的绳索。
11.5.5工人不应位于钻架、起重钩、防护挡板等的下方。
11.5.6涉及到旋转设备的钻进，在钻机处、进入点和出口点可能产生危险，必须小心，应用挡板和挡墙保护这些地方。
工人不许穿宽松的衣服或戴首饰。
11.5.7按照设备说明要求使用钻杆拧卸管钳。
11.6扩孔和铺管的预防措施
11.6.1在进出口之间连续地进行双向联系。
11.6.2防止回转钻杆和扩孔工具对在钻孔两端的工作人员和设备造成危险。
远程关闭系统能在超出钻机操作人员的视野时，在很大程度上能够减少意外事故的发生。
11.6.3注意钻杆扭曲以及强力拉断的可能。
11.6.4注意在不同的地方，钻进液对工作人员可产生滑倒和跌倒的危险。
11.6.5当设计导向孔与相邻管线的间隔时，记住考虑扩孔后终孔的大小和向侧面扩孔的可能。
11.6.6长时间施工时，及时更换工人或用第二个班组轮班。
11.7设备操作故障预防措施
11.7.1在断开任何管路之前，应先释放压力。
在系统压力升高之前，应确定所有的连接是否严密，线路、管道和水管有无受损。
油液从极小的孔中漏出时几乎看不见。
用纸张或木片而不用手寻找泄漏处。
穿上防护衣，戴上护眼罩。
如果受到高压液流的伤害，寻找熟悉这类伤害的医生立即治疗。
11.7.2旋转件能压碎胳膊或腿。
不要接触回转的钻杆。
在旋转部件周围不要穿宽松的衣服。
不要在转动部分上走或站。
11.7.3在启动任何设备之前，使用预先设置好紧急关机程序。
12、环保措施
12.1因该工程偶尔涉及夜间施工作业，设备可能造成一定噪声污染（但噪声声级不超过70DB），所以，在施工前在业主方协助下向当地行政主管部门申请办理夜间施工许可证；同时，在作业安排方面，尽量避开夜间21时至次日6时时间段施工；
12.2该工程施工需占用约20平方米用地作泥浆池之用，采用挖机就地开挖砌筑泥浆池，严防泥浆外泄造成污染；
12.3泥浆材料选用天然钠土，无毒无害，可自行快速降解；
12.4工程完毕后对泥浆进行回收，集中在指定地点倾倒；
12.5工程完毕后对施工场所进行地貌复原工作，清除全部工程垃圾，恢复植被并进行养护；
12.6对全部参与作业的人员进行环保教育，强调环保工作的重要性，建立教育为主、罚款为辅的管理制度；
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