定向钻施工组织设计.docx

1、定向钻施工组织设计一、工程概况11概况金嘉湖成品油管道工程，在线路施工中由于河流通航或是开挖难度较大，发生变更具体见下表。 名称桩 号穿越长度(米)起始里程备注泥浆池HZ033-1HZ0332见图纸W河HZ019HZ020255见图纸两塘两河HZ066HZ067600见图纸（阻工）河HZ020HZ021192见图纸130米塘HZ035HZ0351240见图纸埭溪塘（西）HZ046HZ047192见图纸12地质构成特征地质特征未提供。 执行规范及标准 1输油输气管道工程设计规范 GB50251-94；2原油和天然气输送穿跨越工程设计规范 穿越工程 （SY/）；3输油输气管道线路工程施工及验收规范

2、（SY0401-98）； 4石油天然气管道穿越工程施工及验收规范 SY4079-95；5石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分：A级钢管 GB/； 6涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923）；7油、气管道焊接工艺评定方法（SY4052-92）；8管道下向焊接工艺规程 （SY/T4071-90）；9石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级 （SY4056-93）； 10石油天然气钢质管道对接焊缝超声波探伤及质量分级 （SY4065-93）；11.钢质管道双层熔结环氧粉末外涂层技术标准 （Q/CNPC 38-2002）；12.金嘉湖成品油管道工程定向钻设计图纸及相关标准；13. 金

3、嘉湖成品油管道工程施工组织设计。二、主要工程量21场地平整2.1.1钻机场地及进场便道钻机场地位于湖盐公路西侧，钻机场地尺寸为：40m30m，钻机场地需要进行平整并压实，在压实的路面上铺上等面积的土工布，土工布上铺垫高强木排，每块尺寸为1.8m5m，断面如下所示，要求承载力可达50T。场地四周挖排水沟，宽度为1.5米，深1.0米（如下图示），挖出的土在排水沟外侧0.5米以外打土围堰1.5m高，上口宽1.0m，下口宽1.5m，上层用编织袋装土覆盖，排水沟与农田排水沟相通。 2.1.2出土点场地、施工便道及管线组装场地出土点位于杨家坪塘东侧，场地位于稻田地里，施工前也需进行平整，出土点场地的尺寸为

4、30m25m。22挖排浆池2个（出、入土点各一个），作为废浆回收池，防止废浆流散污染环境，出、入土点排浆池的尺寸为：15m15m3m。23挖地锚坑一个：长4.3m、宽2.3m、深1.5m，穿越主管时地锚前放置12m长，深度1.5m，厚度0.2m的钢挡板，挡板前紧贴挡板均匀打8个8m长，壁厚为10的219管桩； 24钻机场地油料区用彩条布搭建隔离区，隔离区尺寸为：4米宽，6米长，2米高。25钻机场地四周用彩条布搭建隔离区，尺寸为：40米宽，40米长。26钻导向孔长度为穿越长度； 27定向钻管线安装：7.9mm，长度为穿越长度； 28定向钻穿越管线补口、补伤 ，补口数为*道口； 29管线检验、探伤

5、及定向钻穿越段管线试压、清管。210焊接场地安放滚轮架。滚轮架的间距以不超过25米为宜。211预扩孔： 22扩孔器扩孔1次，长度各为穿越长度。212管线回拖：用20扩孔器+分动器+回拖管线进行回拖。213 穿越段中的直埋管段施工，包括布管、焊接、检验、探伤、试压、补口补伤、下沟回填及连头各工序。2. 14冷弯管安装2处。2. 15施工终起点长度为穿越长度。三、施工总体部署定向钻穿越工程组织实施相应分工如下：31定向穿越组负责钻机场地布置、钻导向孔、并扩孔回拖管线；32管线安装机组负责布管、组装焊接及直埋管段下沟回填；33防腐机组负责管道防腐、检测及现场补口补伤；35土建工程组负责对线路测量放线

6、、扫线并按照要求修筑进场便道及作业场地；36检测单位负责按规范对管线进行100%超声波探伤检测，100%X射线照相；37材料组负责按合同规定对甲方供应材料的认领、检验入库及索取材料的合格证、质量证明文件、使用说明书并移交质量及技术部门保管；自购材料的采办及索取材料的合格证、质量证明文件、使用说明书并移交质量及技术部门保管，向各施工队限额发放施工用料；38项目经理部负责对定向钻现场人员、设备的调度，各工序协调，生产指挥和对施工技术、质量、安全、经营实行全面管理。施工管理组织图如下：四、施工平面布置图41钻机场地布置图 80m 42穿越管线组焊场地布置图： 组装管线管头距出土点20米，在出土点一侧

7、1.5米出土点 管线组装场地长为：穿越长度五、技术质量保证措施定向钻穿越河流的关键在于钻导向孔、管线安装及扩孔、回拖管道，因此测量人员必须认真测量，准确定出构筑物与出土点间距离；控向人员必须准确测出方位，认真按照设计曲线进行控制；司钻工必须思想集中，时刻注意各个力量变化，若有突变，立即汇报；回拖管线时对岸必须准备好挖掘机和吊管机等设备，保证管线顺利回拖。钻进时要认真把握地质可能不规律变化，会增加钻进难度，因此要仔细认真，全面掌握地质资料，切不可掉以轻心。为使工程能够圆满成功，施工中要严格执行设计要求和施工规范规定，各工种、各岗位认真负责，密切配合，做好充分准备，仔细分析各种可能发生的情况，制订

8、相应的处理措施，泥浆岗位要全面掌握地质情况，并按规定对排浆进行化验，按不同地层调配泥浆，保证钻孔需要和成孔良好。 52 在入土点挖地锚坑，地锚坑中心线在穿越主管中心线上，尺寸3.7m7.2 m1.7 m，开挖排浆池及地锚坑时要留坡比1:的边坡。 地锚坑完成后，先将地锚放入穿越的地锚坑内，安装挡板，在挡板前打8个8米长，壁厚为10的219管桩进行加固，同时将地锚、挡板、管桩和钻机下所垫钢板用槽钢进行连接，保证在回拖管线过程中地锚的稳固。地锚形式如下示意图： 管桩 12米长，1.8米深，0.5米厚钢挡板 连接槽钢 组装场地施工程序5.3.1组装场地施工便道修整，场地范围内的水塘旁便道施工。5.3.

9、2布管：卸管时要保证钢管防腐层的完好无损；钢管卸到指定堆管场地后，用人工推动双轮小车沿作业带将钢管自出土点后20米开始顺序布管，并首尾错开以便组对焊接。5.3.3组装焊接：主管线采用手工焊，焊条为纤维素型E6010，焊道要按设计要求及规范规定进行外观检验、100超声波探伤及100X射线照相检验。5.3.4 焊前准备1） 被焊接表面应均匀、光滑，不得有起鳞、磨损、铁锈、渣垢、油脂、油漆和其它影响焊接质量的有害物质。管内外表面坡口两侧25mm范围内应清理至显现金属光泽。2） 管端坡口的加工应采用机械加工，用动力角向磨光机将坡口修磨均匀、光滑，并清除坡口氧化皮及热影响区影响焊接质量的有害物质。3）

10、接头坡口角度、钝边、根部间隙、对口错边量应符合焊接工艺规程的要求。5.3.5预热要求：预热方法采用火焰加热方法进行，预热后应清除表面污垢。预热宽度以坡口两侧宽度各100mm为宜。预热范围内温度应均匀，预热温度100。5.3.6施焊工艺：1） 采用外对口器组对。撤离外对口器前应完成50%根焊道。2） 焊接方法为手工焊，与一般线路的焊接工艺相同。3） 焊接方向为下向焊，每层焊道焊工数为2名；为防止焊接飞溅伤人，施焊前，应穿戴好劳保用品。4） 在管子焊接时，应采取有效措施防止管内产生穿堂风。5.3.7操作规程：1） 焊接前，管口组对和焊前准备工作应达到工艺规程要求。2） 焊接前应在焊接试板上试焊，调

11、整焊接参数。3） 焊接时，在2名焊工收弧交接处，先到达交接处的焊工应多焊部分焊道，便于后焊焊工的收弧。4） 焊道的起弧或收弧处应相互错开30mm以上。严禁在坡口以外的管表面上引弧。焊接前每个引弧和接头必须修磨。必须在前一焊层全部完成后，才允许开始下一焊层的焊接。5） 根焊完成后，应用角向磨光机修磨清理根焊道。6） 焊接时，为保证盖面焊的良好成型，填充焊道填充（或修磨）至距离管外表面12mm处为宜。7） 完成后，必须将接头表面的飞溅物、熔渣等清除干净。8)在焊接作业中，焊工应对自己所焊的焊道进行自检和修补工作。9)焊接时发现偏吹、粘条或其它不正常现象时，应立即更换焊条并修磨接头后施焊。5.3.8

12、返修：焊缝返修在监理人员的监督下，由具有返修资格的焊工依照返修焊接工艺规程进行返修。5.3.9补口、补伤：由项目部防腐补口机组负责按规范施工，补口采用定向钻专用热收缩带；并提供质量保证资料，在现场及时修补漏点保证管线防腐层质量,直到回拖结束。详见补口、补伤工艺清管、试压方案管线无损检测合格后试压清管：即根据设计要求，定向钻穿越段管道进行沟上强度试验（水压试验）和严密性试验，在穿越管段与主管线连头后再进行整体试压。试压介质应为无腐蚀性水，水源拟用杨家坪塘水，用200m *4寸的水龙带打水。试压合格后请监理确认并作好记录。其强度试验压力为12Mpa，稳压4小时；严密性试验压力为10Mpa，并稳压8

13、小时。定向钻完成后还要进行一次严密性试验。管道的试压按设计要求及图纸和规范要求的试压步骤、压力等级进行。清管、试压作业要求具备的条件(1). 通球扫线试压段的焊接、无损检测等工作己完成;(2).隐蔽工程检查合格;(3). 仪器仪表检验合格，试验用机具及通球试压装置符合规定要求;(4). 施工作业方案己经业主和监理审查通过;(5). 技术、安全交底己完成，人员分工明确，工具齐备;(6). 现场其它准备工作已经监理审查同意。(7). 试压作业应在通球扫线结束并得到现场监理的同意后进行。清管、试压前，所有机具、仪表、设备应完好，仪表的精度、量程、大小应符合有关规定并在检定有效期内，各种连接准确可靠，

14、人员分工明确。技术、安全人员必须将施工方案和安全技术措施向作业人员进行详细的交底。清管作业(1). 发球前应向管内灌入一定量水,便于清管。同时覆盖编织袋，防止飞溅物伤人。(2). 清管前对清管球应进行外观尺寸测量，清管球充水后直径过盈量为管内径的5%-8%；发球使用简易发球筒。(3). 清管次数视出口情况，一般为2-3次。(4). 驱动介质使用压缩空气。附收发球装置简图：试压装置简图补口、补伤工艺：5.5.1补口前，对补口部位进行表面预处理，用喷砂除锈将钢管处理至规定等级。焊缝处的焊渣、毛刺等应清除干净。补口作业施工工序 准备工作管口表面处理管口加热、测温涂刷底漆热收缩带安装加热热收缩带检查验

15、收管口补口标识填写施工、检查记录5.5.2质量控制：1） 检查钢管表面和焊口两侧各150mm范围内的区域，应无泥土、油污和杂草等物。2） 将两侧防腐层切成45o斜角。3） 3） 喷砂时应将两侧各50mm范围内打毛，除锈等级应为级，管口6点钟位置的铁锈必须除尽。4） 应用点温计等业主允许的仪器对钢管表面的顶、侧、底四个点的温度进行检查。应符合产品说明书中的有关规定。5） 按规定要求安装热收缩带，检查热收缩带的轴向搭接和周向搭接宽度，应符合标准规定。6） 调好火焰，以不冒黑烟为宜，避免长时间烘烤同一地方以防止烧焦或烤爆，按照规范规定或/和制造商的推荐作法对热收缩带进行加热操作。5.5.3检查1）

16、应按照标准规定检查每一个补口的外观质量，应平整无气泡、皱折、烧焦和炭化等缺陷。2） 按照标准规定对补口进行粘结力抽查（不小于50N/cm），如不合格应加倍抽查，若加倍抽查不合格，则该段管线的补口应全部返修。3） 任何检查出的损伤或有漏点的区域均应做出防水标记，标记的位置应不影响补伤的粘结力。泥浆控制5.6.1泥浆是定向穿越中的关键因素，穿越经过地层有：素填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土等地层。我们针对不同的地层采用不同的泥浆，具体采取以下措施：1）水源的水经过沉淀存入水罐，在水中加入纯碱，使水软化，改善水质，同时提高水的PH值。2）按照事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂，配出合乎要求

17、的泥浆。3）使用的泥浆添加剂有：降失水剂、提粘剂和防塌润滑剂等。所加添加剂符合环保要求。4）回流泥浆的处理：钻机场地和出土点各有一个15m5m3m返浆收集池，泥浆通过排浆池收集，经沉淀之后处理。5）泥浆的配备方案、导向孔：配比标准：钠基膨润土7%;降失水剂%;润滑剂%.、扩孔：（22一次）原料配比标准：钠基膨润土16%，增粘剂%,滤饼剂%,降失水剂%，润滑剂4%。、回拖（20管线回拖） 原料配比标准：钠基膨润土16%，润滑剂8%。5.6.2泥浆的控制措施为了控制泥浆在穿越管线沿线冒出，我们采取以下技术措施：、钻导向孔阶段导向孔钻进阶段是管线穿越的关键，因为管线穿越孔还没有钻通，因此在导向孔钻进

18、的过程中，穿越泥浆是在盲孔中向入土点返出，如果入土点前端孔堵塞，则有可能在穿越沿线冒出泥浆，因此在管线导向孔的前100米，将采取比较大的泥浆量，泥浆的流量较大便于携带出破碎的泥土，使孔始终是通路。在导向孔的后半段，泥浆压力要减小，因为穿越距离长时泥浆很难再从入土点孔洞内返出。、扩孔阶段开始扩孔的前半段，要采取比较大的泥浆量，利用泥浆的流动把孔内的泥土带到出土点。当扩孔中段，泥浆量要减小，因为距离出土点与入土点都比较远，泥浆从这两点返出需要的压力较大，如果采取大的泥浆压力可能从沿线冒出泥浆。在回扩到距离入土点较近时泥浆排量再次加大，泥浆将从入土点孔洞返出。、回拖阶段在管线回拖阶段，因为整个穿越孔

19、内充满了泥浆，因此在回拖管线的过程中，泥浆的排量与压力不用太大，随着管线进入穿越空洞，孔内的泥浆将被管线挤出因此管线的回拖速度不能太快。、泥浆应急小组另外，我们成立泥浆应急小组，该小组负责管线沿穿越沿线进行泥浆情况巡查，发现有冒泥浆点要及时通知技术人员及时调整穿越方案控制泥浆继续在该点冒出。并且该小组还负责对冒出的泥浆进行处理。注：有些地段由于地层的软硬变化，或者有地质裂缝，或正好在穿越沿线附近有以前的回填坑或以前的地质探孔等，这些不可预见因素有可能造成泥浆在出乎意料的位置冒出。57钻机场地施工程序5.7.1按要求修整设备进场便道和钻机及附属设备就位场地。5.7.2进场便道完成后，进行钻机场地

20、泥浆池和地锚坑的开挖，并按地锚形式进行地锚施工。5.7.3钻机及其附属设备进场，设备进场前，先将各设备摆放位置用灰线标定，设备进场同时完成主要设备就位。5.7.4按规范及设计要求进行导向孔的施工，依次进行预扩孔施工和管线回拖5.7.5穿越完成后，进行设备整理，同时进行穿越延伸段钻机一侧直埋管段的施工，安装冷弯管，并与回拖管连头。六、定向钻施工工艺及措施61钻前准备6.1.1钻机及配套设备就位:按施工布置图将钻机及附属配套设备安放在预定位置，进行系统连接、试运转，保证设备正常工作，地锚要按要求进行施工，保证在进行管线回拖作业时地锚稳固。6.1.2测量控向参数：现场测量放线时每隔30米左右砸一木桩

21、，便于导向时校核方位。6.1.3钻机试钻：各系统运转正常后试转，钻进1-2根钻杆后检测各部位运行情况，各种参数正常后按次序钻进。防止定向钻孔时导向孔与设计穿越曲线偏移的措施。钻导向孔是定向钻穿越施工过程中重点控制的关键工序, 导向孔质量的好坏直接影响钻机回拖时回拖扭矩与拉力的大小。因此,导向孔与设计穿越曲线是否重合是关系到管道最后回拖成功的关键。导向孔在钻进过程中偏离设计穿越曲线的原因可以归纳为四类：第一，钻机就位方位与管线设计穿越方位有偏差，造成在导向孔钻进的过程中其轨迹逐渐偏离设计穿越曲线。第二，受外部磁场的影响，控向方位角非管线走向的真实方位角，从而控向软件计算钻头方位的参数发生变化，导

22、致从计算机采集的数据非钻头的真实位置。第三，受地质结构的影响。导向孔在钻进过程中要穿越不同的地层，由于各地层地质特征差异很大，即使是同一地层其硬度分布也会软硬不均，因此，钻头在钻进的过程中比较容易偏向相对较软的地层，造成与设计曲线发生偏移。第四，在导向孔钻进过程中，由于钻机操作人员（司钻员、控向员）人为操作有误，使穿越轨迹与设计曲线发生偏移。针对以上造成曲线偏移的原因，我们特制定了如下预防措施：6.2.1保证钻机就位方位与设计管线中心线重合的措施钻机就位前，用测量仪器（如经纬仪）放出管线穿越中心线，根据穿越入土角、钻机自身尺寸（车长、车宽、轮距等）等参数计算出钻机就位的精确位置，并用白灰或用线

23、绳予以标记，并以此标记作为钻机就位的依据。在钻机就位过程中，除了利用白灰或线绳标记作为就位的标准外，就位后还要用测量仪器测量钻机就位偏差，经计算钻机就位方位相对于管线中心线的角度偏差如果超过时，需要根据偏左偏右情况重新调整钻机，经多次就位-测量-调整-再测量，直到偏差控制在范围内。钻机就位后，计算出精确的偏差数值，在开始钻导向孔时及时调整此偏差为零，从而保证导向孔轨迹与设计穿越曲线重合。6.2.2外部磁场对控向信号的影响及控制措施外部磁场主要由地下管道、地下光缆、刚性建筑物（构筑物）、大型船只、地上高压线等产生，这些外部磁场将影响地磁场强度和地磁角度，从而影响控向信号，控向方位的不确定最终导致

24、钻孔时方向失控，河流穿越位置或多或少存在影响钻进控向精度的外部磁场。根据现场确定的外部磁场的位置，在钻孔时，探测器到达外部磁场前，钻孔方向不能出现过大的左右偏移量，保持实际方位与控向方位的偏差在允许的范围内。在已知偏差量的情况下进行调整是很容易的，通过调整消除磁场影响，使导向孔轨迹与设计穿越曲线重合。6.2.3在穿越不同地层时预防偏移的措施在穿越过程中，不同的地层其岩性也不同，即使同一地层也会不同程度的存在软硬不一的情况，这必然会影响钻孔倾角与方位角度的调整。遇到这种情况时，每次调整的角度不应过大，调整范围控制在每次左右，每根钻杆多次调整以获得需要的倾斜角与方位角度，这也是防止导向孔轨迹与设计

25、穿越曲线轨迹偏移的有效措施。6.2.4控制人为因素造成导向孔轨迹与设计穿越曲线偏差的措施开工前，加强对控向人员与司钻操作人员的培训，提高工作人员的素质，加强控向人员与司钻人员相互间的配合，司钻人员以控向人员的指令为准，按照指令进行操作，防止人为操作导致钻孔出现偏移设计曲线。控向人员应严格按照设计曲线计算每次倾角的调整度数，认真掌握并注意穿越过程中的轨迹变化，通过轨迹变化确定控向方向的变化。从而控制导向孔轨迹与设计穿越曲线的偏移。预扩孔：为了整个穿越万无一失，整个预扩孔过程采用一级扩孔。采用22刮刀扩孔器进行第一次预扩孔，可根据地质条件来确定是否单扩还是扩拖一起。 管线回拖：回拖是定向穿越的最后

26、一步，也是最为关键的一步，在回拖时采用的方式是：20桶式扩孔器+50T回拖万向节+穿越管线。在回拖时进行连续作业，避免因停工造成阻力增大。七、工期计划施工总计划施工工序工期（d）1234567891011设备进场便道修筑钻机场地平整钻机设备安装、调试主管组焊主管通球试压钻导向孔预扩孔主管回拖穿越场地恢复穿越段后的管线施工注：主管线的扫线布管、探伤、补口、挖发送沟等施工任务在钢管回拖以前合理安排完成，不耽误工期。八、质量保证体系 为保证本定向穿越工程能够按业主要求的工程质量标准圆满完成，特制订穿越工程质量保证体系；其内容主要包括：质量方针和目标、质量管理组织、主要岗位的质量职能、质量保证措施等。

27、81质量方针高标准、高起点，争创精品工程，确保用户满意。82质量目标单位工程交工合格率100；单位工程优良率90以上；焊接一次合格率90以上；防腐一次合格率98以上。83质量管理组织8.3.1定向穿越质量管理领导小组 组长: 周顺文 副组长：王灿平 组员: 周柏根8.3.2定向穿越质量检验分工： 84主要岗位质量职能8.4.1定向穿越组长8.4.1.1全面领导和组织项目部的质量保证工作，对定向穿越工程的质量管理组织负全面责任。8.4.1.2贯彻执行上级颁发的质量管理的政策、规定、制度和要求。8.4.1.3结合施工实际组织对职工的质量教育。8.4.1.4协调各部门、各单位的质量管理工作关系，及时

28、组织讨论和策划质量管理活动。8.4.1.5组织制订和批准必要的质量奖罚等质量文件，鼓励在质量工作中取得显着成绩的人员和惩罚出现质量问题的责任者。8.4.1.6监督施工中严格按照ISO9002标准执行。8.4.2定向穿越质保工程师8.4.2.1质保工程师对工程质量保证活动的开展及结果负全面责任。8.4.2.2贯彻上级的各项质量政策、规定，及时组织项目施工中各项质量管理活动的实施。监督检查质检人员、无损探伤人员、焊工考试、质量评定的工作质量，发现问题有权及时处理解决。随时有权制止违反质量管理规定的一切行为，有权提出停工要求或立即决定停止施工。组织分析工程质量动态及综合质量信息，及时提出意见上报项目

29、经理。负责组织工程质量检查，参加或组织质量事故分析会，调查分析工程质量事故并及时提出对事故责任者的处理意见。 8.4.2.7执行工程质量奖惩制度。8.4.3专职质量检查员专职质量检查人员是严把质量关、对工程质量实行全面监督检查的特殊岗位工作人员，必须持证上岗，对其所辖范围的质量监督检查和质量保证工作负全面责任。 8.4.3.2发现施工中出现违反操作规程、技术措施、设计图纸等现象时，应坚持原则，立即指出，责令其整改或停工，并向技术、质量和行政负责人汇报。8.4.3.3收集、整理施工过程中的检查记录，按规定向质量管理部门及时、准确、如实填报各种质量报表。质量管理措施8.5.1强化质量教育，贯彻“质量第一”的方针，开工前组织施工人员学习质量体系文件及施工技术要求，并做好记录；做到严格按照设计要求及规范规定施工,以良好的工作质量来保证工程的质量。建立各项管理制度，使质保体系正常运转，施工中加强工管理，各工种、各岗位严格把关，认真执行“三检制”，并作好详细记录。各种管材、焊材、防腐材料要有质量证明文件、产品合格证及使用说明书；8.5.4参加本工程焊接的焊