拉管施工专项工程施工设计方案

1、拉管施工专项施工方案、导向钻进原理导向钻进铺管法原理 ： 使用水平定向钻机进行管线穿越施工 ，其工作过程是通过导向仪进行导向和探测 ， 先钻出一个与设计曲线相 同的导向孔 ， 然后再将导向 孔扩大 ， 把产品管线回拖到 扩大了的导向孔中 ， 完成管 线穿越的施工过程 。 施工过 程一般分为三个阶段 ：第一 阶段是按照设计曲线尽可能 准确的钻一个导向孔 ； 第二阶段是 导向钻进铺管法原理图 图 1 将导向孔进行扩孔 ； 第二阶段是将 产品管线 （ 一般为 PE 管道或钢管 ）沿着扩大了的导向孔拖到钻孔 中，完成管线穿越工作专业 word 可编辑本次施工工序见下图 ：管道铺设工序流程图 图 2专业

2、 word 可编辑导向1. 导向孔的钻进过程导向钻进是铺管成功的关键环节之一 ，这个过程需要至少两名操 作人员 ， 一名钻机操作者 ，操作钻机 ，控制钻具在地下的状况 ；另 一名是定位探测仪操作员 ，负责监测 、探测钻头在地下的走向和进 尺情况 。钻头上装有可发射无线信号的探头 ，它可穿过地层发出一 种特殊的电磁波 ， 操作员手中的探测器可以接受这些信号 ，并经过 处理后 ，让钻机操作者及时了解钻头目前的位置 ，显示的信号包括 钻头走向 、深度 ，造斜率和面向角等信号 ，以便及时调整钻头的方 位， 确保钻头按照事先设计好的轨迹钻进 。钻机操作者可以在钻机 上，通过仪表掌握钻进过程中施加给钻杆的

3、压力和回转扭矩 ， 在钻 机仪表盘上 ， 还可以看到来自探测装置反馈过来的一切信息 ， 钻机 操作者通过这些信息来调整钻头方位 ， 操作台上的液压仪表和远距 离信息显示仪表 ，就像操作者的眼睛一样 ， 可以随时观察孔底情 况。钻机使用 76CM 的钢管为钻杆 钻杆从地面入口倾斜度约为 22 度 钻杆地面距离下料钻 3M 钻孔深度约为专业 word 可编辑深度(M)如图可依次类推注：此数据为一般粘类土质的土2. 施工要点和施工注意事项1) 为确保本工程成功地完成定向钻进的导向工作 ，要严格按照 设计规划好的穿越曲线钻进 ，主要是控制好钻进曲线不同位置的深 度和造斜率 。 在不超过管道弹性敷设半径

4、或钻杆弯曲极限的范围 内，操作员应确保按设计的轨迹钻地 ，如果前一段钻进没有完全符 合设计曲线 ， 所出现的差值可以通过下一段来修正 ，并记录实际钻 孔与钻孔的偏差 ，通过计算来调整钻进的参数 。2) 设计钻孔轨迹时重点考虑以下影响因素 ： 待回拖管线的材 质、尺寸、曲率半径 ；钻杆弯曲极限 ；地层条件 ；地上、地下障碍 物状况；专业 word 可编辑3）导向孔钻进时 ，采用带斜面的非对称钻头 。若一边旋转一边 推进 ，钻孔呈直线延伸 ，即钻出一个直孔 ，若钻头只推进不旋转 ， 由于地层给斜面钻头的反力的作用 ，使钻头朝斜面法线的反方向钻 进，即实现造斜功能 ， 钻出曲线或造斜孔 。钻机操作人

5、员根据地表 的接收器探测出钻进参数 （钻头的位置 、深度 、倾角和工具面向角 等）， 判断钻孔位置与设计曲线的偏差 ，并随时进行调整 ，以确保 穿越曲线按照设计的走向钻进 。4）钻机配有控向探测仪器 ，其作用就是及时探测钻头在地下的 实际位置 ，并将探测结果传输到地面接收显示器和司钻操作台上的 远程显示器 ，司钻根据这结显示的数据进行方向调整和纠偏 。5）在改变方向的过程中 ，钻孔的转角或转弯半径应该控制在一 定的范围内 （R=50D ，即导孔轨迹的弯曲半径应大于 8m）， 只考 虑钻杆的弯曲半径即可 ，使实际的钻孔曲线尽量平缓 ，以利于回 拖。6）钻机场地准备好钻机到达现场安装调试完毕后 ，

6、开始钻导向 孔 。导向孔的钻进质量或成败取决于下述因素 ：a 钻头实际的左右位置偏离 ，深度和最小离地间隙 （或最小 地面覆盖 ）。b 导向孔将提供实际的钻进土壤状况的资料 ，为正确决定预 扩孔或回拖和子的工艺提供依据 。c 完 成的导向孔曲线应该圆滑并逐渐转向 ，以便满足回拖管子 的要求。专业 word 可编辑7) 为顺利完成导向孔曲线的钻进 ，关键要十分注意以下各点 ：a 正确地钻进第一根钻杆是非常重要的 。先在钻头入土处挖 一个小坑 ，使坑的平面与钻头进入方向垂直 ， 并确信泥浆已经搅拌 好已经具备开钻条件 。b 钻头转向 6 点钟的位置 ，开动钻液泵 。确信钻头喷嘴中有 钻液流动 。开

7、始朝前推进并穿透地面保持钻头进入地面的斜度 。第 一根要没有任何转向直钻 。c 接 上第二根钻杆之前 ， 要将这根钻杆转动并将钻头抽回入口 坑，再将该钻杆旋转钻入地下 。因为导向板总是大于钻头 ， 这样重 复钻进一次会形成更好的导向孔 ，并且可以在钻杆和孔壁间维持一 个环形空间 。8) 钻进前都要确认泥浆泵是开着的 。并观察压力表指示 。应及 时调整钻液流量 ， 以便入口坑有泥浆流回这有助于操作员判断环形 空间是否仍然畅通 。如果钻液压力表指向了最大值并停止在该位置 ，这可能说明钻头 喷嘴堵塞住了 。这时将钻头拖回将堵塞物清除 。在清理喷嘴或卸下 喷嘴之前 ，要确信钻机上泥浆压力已经卸掉 。9

8、) 在钻孔的全程 ，定位员要决定钻孔的斜度 、深度和与计划路 径相关的实际钻孔路径 。然后由操作员调整钻位置来达到 。 在朝前 推进至旋转的过程中 ， 密切注意遥控显示器上斜度的变化是非常重 要的。10) 对于任何一根钻杆 ，抽回再重复钻进有利于在钻孔中维持环专业 word 可编辑 形空间也有利于充分混合泥土 ，并且钻液可以流过整根钻杆 。重复 钻进技巧的运用有利于在导引孔中维持一个良好的环形空间 。11）钻机操作员要注意观察 ，在出口坑没有钻液流出 ， 意味着由 于缺乏钻进经验或者使用了不适当的钻液 ，而导致了钻孔中环形空 间的堵塞 。随着钻孔长度延长 ，由于进入地下的钻杆摩擦力增加 ， 从

9、而旋转压力将会增大 ，旋转压力充分增大 ， 可能是土层吸水并在 钻杆四周膨胀的标志 。 如果这种情况发生 ，需要重新调整钻进泥浆 和添加剂的性能和比例 ，或者重新钻导向孔 。12）在整个钻孔过程中 ，必须时刻保证钻机操作员和定位员之间 的良好的通讯联系 。（ 一） 预扩孔1. 预扩孔的工艺过程预扩孔就是在实际铺设管线之前 ，经过一次或多次的扩孔来扩大 钻孔的直径 ， 以减小回拉铺管的阻力 ，确保施工顺利完成 。 最终成 孔直径一般比管子直径大 200 毫米（或是管径的 15 倍）。导向孔钻完成后 ，将钻头从钻杆上卸下 ，安装上合适的反扩孔钻 头和分动器 ， 然后在分动器后面接上回拉钻杆 ，进行

10、扩孔钻进 。扩 孔的速度和地质及钻机的参数等因素有关 ，要选用合适的扩孔工艺 参数才能顺利完成扩孔工序 。2. 预扩孔的原则和需要注意的事项1）预扩时 ，回扩头后面带的不是管子而是钻杆 ，钻杆是通过万专业 word 可编辑 向节与回扩头连接被拖入钻孔中的 ；2) 在将后面的钻杆安装之前 ，要确信钻机是被锁定的 ；3) 当扩孔完成 ，拉完足够的钻杆后 ，将钻机锁定 ， 用液压管钳 在出口点卸开钻杆接头 ，接上回扩头 、万向接和钻杆转换连接杆 ；4) 按照安全操作步骤进行预扩 。保持机组成员与操作员密切联 系，确保整个连接过程的安全 。5) 扩孔时视工作坑反浆情况 ，合理调配泥浆的粘度 、 比重、

11、固 相含量等技术参数 。( 二) 回拖管线1. 回拖管线的工艺过程经过预扩孔后 ，才可以进行 PE 管的回拖工作 ，回拖管线时 PE管 在扩好孔的孔中是处于悬浮状态 ，管壁四周与洞之间由泥浆润滑 ， 这样即减少了回拖阻力 ，又保护了管线防腐层 。经过钻机多次预扩 孔，最终成孔直径一般比管子直径大 150 毫米 ，所以不会伤害 PE管 外壁。先将拉管头与待铺管道联接起来 ，然后将拉管头与分动器联接 ， 随着钻杆的回拉 ，管道慢慢进入孔内 ，直到完成全部管道的铺设 。 然后卸下扩孔钻头及分动器 ，取出剩余钻杆取下拉管头 ，铺管工作 完成 。2. 回拖管线时的注意事项1) 回扩的过程中 ，主要是目标

12、是将回扩头切削下的钻屑与钻液专业 word 可编辑 混合成泥浆 ，以便将泥浆排出 ，为新装管线提供足够的空间 ；2) 回拖的过程对于成功地完成一个钻孔是非常重要的 ，这时需 要合适性能和足够的钻液 ；3) 将回扩头与钻杆连接起来之前 ， 检查万向节是否可用手自由 转动；4) 拖头是锥形的封头 ，要求能承受回拖过程中将要承受的回拖 力；5) 在回拖前 、过程中和回拖之后 ，操作员和在产品管线一侧的 机组成员之间要求有通讯良好的对讲机 ；6) 回扩的速度不能够太快 ，回扩时需要时间切削地层并将切屑 混合成泥浆 ；7) 拉管过程中为防止水及其它杂物进入待铺管道内 ，PE 管末 端设 PE端帽 ，与拉

13、管头连接方式见下图 ：拉管头与 PE管连接示意图图 3泥浆泥浆是定向穿越中的关键因素 ，被视定向钻的 “血液 ”，其主要作 用是携带和悬浮钻屑并排到地表 ，稳定孔壁和降低钻进时所需的扭 矩和推拉力 、 冷却和冲洗孔底钻具 。泥浆的主要工艺性能是流变性专业 word 可编辑 和失水造浆性 ，现场控制的主要因素是泥浆的粘度 ，各种添加剂的 配制以及泥浆的压力和流量 。1. 泥浆性能的控制和调整泥浆添加剂 ：为保证泥浆具有良好的流变性 、 高携砂性 、固壁 和润滑性能 ，在配出基浆的基础上 ，再按基浆重量的 24 比例加 入的各种泥浆添加剂 ，使用的泥浆添加剂有 ：增粘剂 、固壁剂和润 滑剂等。粘度

14、控制 ：根据穿越段地层情况 ，在钻导向孔阶段 ， 泥浆粘度控 制在 35-45S ；在预扩孔和回拖阶段泥浆粘度提高 5-10S ；实际工作 中，泥浆的粘度随土层的不同而变化 ，并选用不同的添加剂 。2. 泥浆用量定向穿越泥浆压力和流量是控制原则是高流量 、低压力 ，通过调 整高压泥浆泵的档位和转速 ，泥浆喷嘴的直径和数量 ， 控制钻进和 回拉速度等 。造斜段：每方添加 2 包易钻 + 025升 帮手+ 025 升万用王；水平穿越段 ：每方添加 2包易钻 + 051 升万用王。 按照工程情况计算 ，该工程需配制钻井液约 90100 方， 根据设计 配方大约需要使用 Hydraul-EZ 易钻 2

15、00 包和 3桶 IVP万用王。现场 准备 56吨 Hydraul-EZ 易钻，3桶 IVP万用王和部分帮手 。（三） PE管的保护 、焊接及安装1. PE管搬运 、运输与存放1）管材搬运时 ,必须用非金属绳吊装 。专业 word 可编辑2) 管材、管件搬运时 ，应小心轻放 ，排列整齐 。不得抛摔和沿 地拖 。3) 陆地搬运管材 、管件时，严禁剧烈撞击 。4) 车辆运输管材时 ， 应放置在平底车上 ；直管和盘管均应捆 扎、固定 ，避免相互碰撞 。堆放处不应有可能损伤管材的尖凸物 。5) 管材 、管件运输途中 ，应有遮盖物 ，避免暴晒雨淋 。6) 管材应水平堆放在平整的支撑物上或地面上 。堆放高

16、度不宜 超过 15m，当管材捆扎成 1m1m 的方捆 ，并且两侧加支撑保护 时，堆放高度可适当提高 ，但不宜超过 3m 。管件应逐层叠放整齐 ， 应确保不倒塌 。并宜便于拿取和管理7) 管材 、管件在外临时堆放时 ，应有遮盖物 。8) 管材存放时 ，应将不同直径和不同壁厚的管材分别堆放 。受 条件限制不能实现时 ， 应将较大的直径和较大壁厚的管材放在底 部，并做好标志2. 管道检验1) 管道的检验 ：除检查管道的合格证外 ， 还要进行管道外观的 检验，防止有划痕 、破裂等 。2) 管道切口表面平整 ， 其倾斜偏差为管道直径的 1%，但不得 超过 3 毫米 。3. 焊接在焊接过程中 ，操作人员一

17、般应参照焊接工艺卡各项参数进行操 作。但必要时 ，应根据天气 、环境温度等变化对其作适当调整 。专业 word 可编辑1) 核对欲焊接的管材规格 、压力等级是否正确 ，检查其表面是 否有磕 、碰、划伤，如伤痕深度超过管材壁厚的 10%，应予以局部 切除后方可使用 。2) 用干净的布清除两管端的油污或异物 。3) 将欲焊接的管材置于机架卡瓦内 ， 使两端伸出的长度相当 (在不影响铣削和加热的情况下应尽可能短 )， 管材机架以外的部 分用支撑物托起 ， 使管材轴线与机架中心线处于同一高度 ，然后用 卡瓦紧固。4) 置入铣刀 ， 先打开铣刀电源开关 ， 然后在合拢管材两端 ，并 加以适当的压力 ，

18、直到两端均有连续的切屑出现后 ，撤掉压力 ，略 等片刻 ，再退开活动架 ，关掉铣刀电源 ，切屑厚度应为 05mm 左 右，通过调节铣刀片的高度可调切切屑厚度 。5) 取出铣刀 ，合拢两管端 ，检查两端对齐情况 ，管材两端的错 位置不应超过壁厚的 10%，通过调整管材直线度和松紧卡瓦可予以 改善 ，管材两端面间的间隙也不应超过壁厚的 10%，否则应再次铣 削，直到满足上述要求 。6) 将加热板表面的灰尘和残留物清除干净 (应特别注意不能划 伤加热板表面的不粘层 )， 检查加热板温度是否达到设定值 。7) 加热板温度达到设计值后 ，放入机架 ， 施加规定的压力 ，直 到两边最小卷边达到规定值 (0 1管材壁厚 +0 5)mm 。8) 将压力减少到接触压力 ，继续加热规定的时间 。9) 时间达