拉管施工专项施工方案

1、1拉管施工专项施工方案一、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；第二阶段是将导向孔进行扩导向钻进铺管法原理图图 1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。2本次施工工序见下图：管道铺设工序流程图图 231.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

2、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

3、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 钻孔深度约为地面距离(M36912151821242730钻孔深度(M0.30.60.91.21.51.82.12.42.73如图可依次类推4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

4、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；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

5、按照设计的走向钻进54)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，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

6、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。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

7、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。6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)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 形空间也有利于充分混合

8、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

9、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)。7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 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

10、，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、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

11、完成全部管道的铺设。 然后卸下扩孔钻头及分动8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，主要是目标是将回扩头切削下的钻屑与钻液 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

12、；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9洗孔底钻具。泥浆的主要工艺性能是流变性和失 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

13、、固壁剂和润滑剂 等。粘度控制：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 + 0 25 升 帮手+ 025 升 万用王；水平穿越段：每方添加 2包易钻+ 0 . 51 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

14、200 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。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。104)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。堆放高度不宜超过 1. 5m 当管材捆扎成 1m 1m 的

15、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。1)核对欲焊接

16、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。114)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，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0. 5mm 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. 1X管材壁厚+0. 5) mm8