水平定向钻对接穿越施工方法

上海沟通非开挖工程有限公司水平定向钻对接穿越施工方法当主施工钻机的钻头接近第一个交流基准磁块时，利用基准磁块产生的磁场检查穿越的方向和深度，判断是否符合对接的要求。如不符合对接要求，则调整穿越的方位角和倾斜角，使之符合对接要求。辅助钻机也同时进行钻进，并利用基准磁块准确定位。主施工钻机钻进至对接点时停止钻进，此时主施工钻机的探头便可探测到辅助钻机上目标磁铁，并可测算出两者之间的距离。两台钻机相互协调工作，使主施工钻机的探头与辅助钻机的目标磁铁之间的间距控制在5米以内时，即可进行双方导向孔的对接（如图）。间距间距5主施工钻机辅助施工钻机对接成功后辅助钻机逐步回退钻杆，同时，主施工钻机一边采集辅助钻机目标磁铁的磁信号，一边利用采集的磁信号控制钻进方向，使之逐步向辅助钻机已形成的导向孔平缓趋进，直至沿辅助钻机已完成的导向孔出土，完成整个导向孔施工（如图）。主施工钻机主施工钻机辅助施工钻机在导向孔穿越过程中，为保证钻头在穿越地层中顺利的钻进，避免土层松软造成的粘卡或者卡钻现象，在进行泥浆配比时加入适量的泥浆润滑剂，这样可以保证导向孔孔壁的完整性，减小钻进阻力，防止粘卡现象的发生。当导向孔完成，即可连接扩孔器，开始扩孔、洗孔及拖管施工作业。三、施工技术措施1、防止导向孔与设计曲线偏移1.1采用对接穿越技术导向孔的钻进是整个定向钻施工的关键，特别是超长距离穿越的特殊性，对穿越史是一次挑战，对施工人员更是一次挑战。本工程穿越管径虽然不大(Φ273)但穿越距离超长（2900m），根据以往的经验，穿越长度超过1700m，钻头的角度控制就非常困难，出现偏移的情况较大。导向孔施工采用对接穿越技术，有效解决了钻杆过长，在地层中形成“S”形弯曲，导致钻机向前推进力的传递困难问题，同时对接完成后，入土侧的钻头进入出土侧钻头的孔洞内，避免了频繁调整钻头角度，造成导向孔与设计穿越曲线偏移和钻头抬不起头的情况发生。1.2探头校验根据控向系统操作手册相关要求，对探头进行效验，探头测量测量精度在规定范围内才允许使用。1.3方位角平均值法方位角准确度对横向偏差（左右偏移）影响较大。因此，在穿越中心线上，选择五个不同位置，每个位置旋转探头四次，每次旋转90度，最终取方位角测量值的平均值，这样测量的方位角最接近实际方位角，有助于提高左右偏移的准确度。1.4采用人工磁场使用人工铺设电缆产生的磁场取代地球磁场，抗周边磁场干扰的能力明显增强。钻头进入人工磁场区域，在人工磁场方式下测量的钻头的位置接近钻头实际位置，根据人工磁场下的测量值及时纠正钻进方向，使钻头的测量位置更接近实际值。铺设电缆的同时可在设计穿越对接区域上沿穿越轴线布置3个交流基准磁块，每个基准磁块相距501.5安排有经验的控向、司钻操作控向原理对绝大部分搞控向的技术人员来说都没有问题，但控向、司钻的实际经验非常重要，经验丰富的控向、司钻人员在复杂的钻进控制上会更合理，钻出的曲线更圆滑。2、确保出土点误差在设计范围内2.1精确测量入土点、出土点的高程及距离入土点、出土点的高程及距离直接影响出土点的误差，因此，必须用全站仪复核设计入土点、出土点的高程及距离，并且测量时一定要精益求精。2.2采用对接穿越工艺本工程采用对接穿越工艺，两台钻机同时精确就位于入土点一侧和出土点一侧，辅助施工钻机的钻头引导主施工钻机的钻头从出土点出土，确保出土点误差在设计范围内。2.3严格按照控向作业指导书操作根据本穿越工程的地层、管径、穿越长度及设计参数，以控向人员为主，司钻、泥浆人员配合，编制控向作业指导书，严格按照指导书操作。3、确保扩孔回拖顺利3.1控制扭矩在合理的范围内扭矩过大，钻杆卸扣困难，欲速则不达。因此，根据设备性能、钻具情况及司钻操作规范，把扭矩控制在适宜的范围内。3.2严格按泥浆作业指导书进行泥浆配比3.3夜班安排两个司钻司钻容易在后半夜出现困倦情况，两个司钻轮流替换有助于操作时精力集中，防止对突发事件处理不及时造成扭矩大甚至卡钻情况的出现。3.4做好扩孔记录有助于下一级扩孔借鉴。3.5合理布置水咀的数量和直径根据地质情况及扩孔直径，合理布置水咀的数量和直径保证泥浆压力值适中，有利于扩孔的顺利进行。3.6合理选择钻具配合合理的钻具配合有助于提高扩孔效率，并减小风险。3.7针对在回拖过程中可能出现卡滞导致回拖力大幅变大，在出土点预先安装一个地锚，以备安装滑轮组解卡之用，卷扬机提前就位在现场，一但出现不正常情况，可以立即将钢管拽出，洗孔后重新进行回拖作业。另外回拖时可准备好夯管锤以备在大拖力时助推成功。3.8本工程穿越距离长，在预扩孔和回拖过程时，会有许多不可预见的因素都将给穿越的成功带来很大的风险。施工时要充分做好应急措施准备，如施工前联系好就近的大吨位钻机；准备好柴油、油基解卡剂等浸泡解卡剂；准备大吨位的滑轮组（200吨—300吨）等。