定向钻穿越工程施工组织设计

定向钻穿越工程施

工组织设计

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**二期管网

工程

*********定向钻穿越工程

施工组织设计

编制：

审核：

批准:

限**

**定向钻穿越项目部

年月日

目录

施工组织设计摘要..............................................6

第一章工程概况...............................................8

1编制依据8

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2工程概况11

第二章施工部署...............................错误!未定义书签。

1项目组织机构图15

2项目部主要领导岗位及部门责任15

3施工任务划分18

4施工人员19

5施工暂设19

6通讯保障21

第三章工程施工方案...........................................21

1管线定向钻穿越施工方案21

2施工作业带清理55

3防腐管运输56

4布管57

5管道组对58

6焊接和外观检查60

7防腐补口、补伤64

8管道清管、测径52

9管道试压71

10下沟74

11三桩埋设74

12阴极保护工程75

13地貌恢复76

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第四章施工准备工作...........................................77

1施工准备时间77

2施工技术准备77

3物资准备78

4施工人员、设备准备78

5施工现场80

6管理文件及资料81

7施工准备工作计划81

第五章施工总进度计划........................................83

1项目施工进度计划编制方法83

2项目施工进度计划编制原则83

3工程总工期施工计划84

4项目详细的工作进度计划84

第六章各项资源需要量计划....................................85

1施工队工种构成表85

2施工设备85

第七章质量保证体系、措施和HSE管理体系及措施...............86

1质量保证体系86

2HSE管理措施106

第八章工期保证措施..........................................140

1计划控制140

2合同控制142

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3现场控制142

4施工调度控制143

第九章雨季汛期、台风施工措施...............................144

1雨季汛期、台风施工措施144

2雨季焊接作业145

3雨季防腐作业145

4施工用料的保管146

第十章材料、设备的接、保、检、运措施.......................146

1工作接口146

2业主提供材料、设备的接、保、检、运措施146

3自购材料管理149

4现场管理150

第十一章降低成本措施........................................150

1实行目标成本控制150

2实行目标成本管理责任制度150

3认真落实考核奖惩制度152

第十二章信息及文控管理措施...................错误!未定义书签。

1信息管理153

2文件资料的管理154

3竣工资料156

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施工组织设计摘要

施工组织设计第一章为工程概况。根据招标文件以及设计要求列

出本合同项施工组织设计的依据共有41条。工程概况包括工程名称、

建设规模、建设地点、工程特点、开竣工日期、自然条件、地质条

件、主要工程量、主要设备等。

第二章为施工部署。明确施工管理机构，建立统一的工程施工指挥

体系,成立以工程部副经理**为项目经理的定向钻穿越施工项目部，下设

工程技术部、施工管理部、QHSE部、经营管理部、综合管理部。确

定综合的或专业的施工机组，进行任务划分，计划安排三个施工作业机组,

一个是定向钻穿越机组,负责定向钻穿越施工，一个是焊接机组,负责组

焊等工作。一个是综合作业机组负责扫线、作业带清理、运布管、试

压、电火花检漏、补口、补伤、阴极保护、套管施工、设备进进场等

工作。

第三章为工程施工方案。针对该工程的具体特点，编制了施工技术

方案。

第四章为施工准备工作。包括技术准备、物资准备、施工人员及

设备机具准备、现场准备、管理文件及资料准备及临时用地明细表。

第五章为施工总进度计划。根据施工部署和施工方案，合理确定总

施工工期和关键工序施工工期，采用P3软件编制施工进度计划。

第六章为各项资源需要量计划。包括劳动力需要计划;主要材料、

设备、材料需要计划;主要施工机具进场计划;主要施工机械一览表。

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第七章为质量保证体系、措施和HSE管理体系及措施。在质量保

证措施中阐明了我**的质量方针、质量目标。成立质量控制机构、明

确质量责任、质量检测及控制程序、质量体系要素、质量监督检查、

加强现场文明施工控制以及创国家优质工程措施。在HSE管理措施中

明确我**对HSE的承诺,HSE方针、目标，管理机构、HSE责任,施工人

员健康保证措施，主要工种及重点工程施工安全措施,环境保护措施，水

土保持措施。

第八章为工期保证措施。包括计划控制、合同控制、现场控制、

施工进度控制。

第九章为雨季汛期、台风施工措施。包括针对雨季汛期、台风施

工时钻机场地、管线场地的平整、排水，焊接的防雨措施,施工用料的保

管等一系列的措施。

第十章为材料、设备的接、保、检、运措施。编制了穿越施工材

料、设备接、保、检、运措施以及管线施工材料、设备接、保、检、

运措施。

第十一章为降低成本措施。采用先进的施工工艺降低成本,制定节

约三大材的措施。

第十二章为信息及文控管理措施。确保各方面信息畅通。对所有

外来文件以及内部文件进行科学管理，统一发放，规范管理。

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第一章工程概况

1编制依据

1.1**************二期丁程*******定向钻穿越肺T图纸c

1.2〈输气管道工程设计规范〉GB50251-

1.3〈油气输送管道穿越工程设计规范〉GB50423-

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1.4〈石油天然气防火设计规范＞GB50183-

1.5〈输油(气)埋地钢质管道抗震设计规范〉SY/T0450-

1.6〈石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分:B级钢

管〉GB/T971121999

1.7〈管道干线标记设置技术规定〉SY/T6064-94

1.8〈碳钢药皮电弧焊焊条〉AWS.A5.1

1.9＜低合金钢药皮电弧焊焊条〉AWS.A5.5

1.10〈碳钢药芯电弧焊焊丝〉AWS.A5.20

1.11〈低合金钢药芯电弧焊焊丝〉AWS.A5.29

1.12〈管道下向焊接工艺规程〉SY/T4071-93

1.13〈石油地面工程设计文件编制规程＞SY0009-

1.14〈石油天然气工程制图标准〉SY/T()()03-

1.15〈油气长输管道工程施工及验收规范〉GB50369-

1.16〈油气输送管道穿越工程施工规范＞GB50424-

1.17〈输油输气管道线路工程施工及验收规范＞SY0401-1998

1.18〈石油和天然气管道穿越工程施工及验收规范〉SY/T4079-1995

1.19〈石油天然气金属管道焊接工艺评定〉SY/T0452-

1.20＜油气输送用钢制弯管〉SY/T5257-

1.21〈长输管道线路敷设流水作业施工工艺〉SY/T4062-1993

1.22〈钢制管道焊接及验收〉SY/T4103-

1.23〈石油天然气钢制管道无损检测〉SY/T4109-

1.24＜埋地钢质管道阴极保护技术规范〉GB/T21448-

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1.25〈埋地钢质管道阴极保护参数测量方法〉GB/T21248-

1.26〈钢质管道外腐蚀控制规范＞GB/21447-

1.27〈阻极保护管道的电绝缘标准〉SY/T0086-

1.28〈埋地钢质管道外壁有机防腐层技术规范＞SY/T0061-

1.29〈钢管防腐层厚度的无损测量方法＞SY/T0066-1999

1.30〈长输管道阴极保护工程施工及验收规范＞SYJ4006

1.31〈管道防腐层检漏试验方法标准〉SY/T0063-1999

1.32〈管道防腐层补口绝缘密封性试验方法标准＞SY/T0074-1993

1.33〈埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准〉SY/T0413-

1.34〈涂装前钢材表面预处理规范〉SY/T0407-

1.35〈石油天然气建设工程施工质量验收规范输油输气管道线路工

程〉SY4208-

1.36〈石油天然气建设工程施工质量验收规范管道穿跨越工程〉SY

4207-

1.37〈管道防腐层检漏试验方法标准〉SY/T()()63-1999

1.38〈施工现场临时用电安全技术规范〉JGJ46-

1.39中海石油气电集团〈天然气管网及LNG接收站数字化标准体

系〉

1.40＜1:500,1:1000,1:地形图数字化规范〉GB/T17160-

1.41〈天然气管道试运投产规范,SY/T6233-

1.42其它相关规范

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2工程概况

2.1工程名称、建设规模、建设地点、工程特点

*******穿越位于*******之间，管道采用定向钻方式穿越

*********上的鱼塘至*******北端，然后以*******北端为本工程定向

钻入土点，采用定向钻方式，向北穿越*********,进入*******经济开发

区境内，在******;1c岛南尾出土。管线穿越两岸桩号为******=1c之间。

定向钻穿越管道直径为*******mm,材质为L485LSAW钢管（加强级

3层PE防腐），定向钻穿越入土点到出土点水平长度m,管道实mo根

据地质勘探报告分析，穿越断面地层岩性主要为粉砂和淤泥。

2.2工程地质情况

①素填土:灰黄色、杂色，松散，湿。为人工堆填而成。成分以粘性土为

主,含少量碎石。本层主要分布于本线路起始段及鱼塘田填上。

②砂夹淤泥〜淤泥夹砂层，本层为本场地主要土层，厚度大。根据其颗

粒组成及力学强度不同细分为以下4个亚层：

②-1中砂（夹淤泥）:浅灰黄色，松散，饱和。成分以石英质中砂为主，不均

匀含有少量淤泥。本层主要分布于河道地段，为新近冲积堆积。

②-2淤泥夹砂:深灰色，流塑，饱和。富含腐殖质，具粘性。切面粗糙，稍

有光泽，干强度低,韧性低，摇震反应中等。部分地段为粉砂夹淤泥，但

总体仍以淤泥为主。本层在整个场地均有分布。

②-3粉砂夹淤泥:深灰色，松散，饱和。成分以石英砂为主，不均匀夹有

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大量淤泥，粘性土含量约占30%。本层在整个场地均有分布，为本次穿

越段主要土体，分布范围广，分布厚度大。在CK2、CK3中部，本层所夹

淤泥层较厚,其分布深度为18.2〜22.8m,该层编号为②-3夹。

②一4中砂（含砾）:灰色，中密，饱和。成分以石英质中砂为主,含砾约20%,

含粘性土约10%。本层仅在CK24孔有分布。

③淤泥质土夹砂:深灰，流塑，饱和。含腐殖质，略具臭味.粘性强,捻面光

滑,有光泽，干强度及韧性为中等据震反应慢。堆积年代较久远，固结

较好，部分已相变为淤积粉质粘土。本层在大部分孔段均有分布，埋深

较大。

④中砂:灰黄色，中密，饱和。冲积成因，成分以石英质中砂为主,含粘性

土约10%。

⑤强风化花岗岩:灰黄,稍硬。为花岗岩强风化产物，原岩结构清晰，岩

芯呈碎块状，手折可断。本层仅Ck24孔有见。

⑥中风化花岗岩:灰白,坚硬。花岗结构，块状构造。为坚硬岩,岩体较

完整,岩体基本质量等级为II级。岩芯呈短柱状。本层仅CK24孔有

见。

2.3主要工程量

穿越长度

名称规格mm管材起止桩号起点里程终点里程实际长度

水平长度m

km+mkm+mm

*******XL485

*******K0+000K2+388.6**************

穿越15.9LSAW

2.4主要设备一览表

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序

生产出厂

号名称规格型号数量自编号

厂家日期

一穿越设备

1定向钻机**1台**

2定向钻机**1台**

3旋转接头**1个**

4无磁钻铤7”2根山西风雷

5泥浆马达5LZ1722根**

6分流器5.5〃6**

7加厚钻杆5.5〃3000m上海宝钢

8钻杆**—"1000m上海宝钢

6400、6600、

9扩孔器6750、6900、2套**

61050、4)1120

10导向系统DX-I2套**

11磁靶定位系统CB-I2套**

12泥浆泵MP-25002套**

13泥浆泵MP-10002套**

14泥浆罐MMP-202个**

15泥浆罐MMP-202个**

16泥浆处理器ZX-2002台**

17推管机**一**1台**

19牙轮钻头4个天津立林

二工程车辆

1吊车XZJ5162JQZ161台徐州工程

2半挂豪沃1台中国重汽

3工程指挥车越野车1辆一汽丰田

4客货两用车福田1介北京福田

三工程才儿械

1日立挖掘机ZX-2001台合肥日立

2日立挖掘机ZX-2001台合肥日立

四焊接及排助设备

1发电机120kw1台上海

2发电机120kw1台上海

3沉箱3*2*1.5米1个**

4半自动送丝机XG-90LN1台四川熊谷

5半自动送丝机XG-90LN1台四川熊谷

6半自动送丝机XG-90LN1台四川熊谷

7半自动送丝机XG-90LN1台四川熊谷

8熊谷焊机MPS-5001台四川熊谷

9熊谷焊机MPS-5001台四川熊谷

自制

10外对口器8131台

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环形切割坡口

11HP-813,电动1台管道机械厂

机

12环形加热器混合燃气式1台自制

13焊条烘干箱ZYH-601台青岛

14温湿度仪WHM5型1个上海

15风速仪GM89081个上海

五防腐设备

1红外线测温仪MT4U1上海

2锚纹测深仪1个哈尔滨

3焊接检验尺1个上海

4管形拉力计300N（配手虎钳）1台上海

DJ-6B

5电火花检漏仪(0.2kv〜1台上海

6kv5kv〜30kv)

6电动试压泵SY—3501台郑州

7喷砂设备1套

8预热设备2套

六试压及清管通球设备

1空压机组LG-2.3/1.31台浙江

三柱高压注水

23DYQ1000/25型1台四川

泵

3压力天平DW151食上海

压力图表记录

4XJGA-4200,1台上海

仪

5温度记录议XJGA-4200双笔1台上海

6流量计FME系列1分苏州

7收、发球筒1套自制

8机械清管器*******1个自制

9泡沫清管器*******8个自制

七测量检测设备

1经纬仪经III型1台北京

2全站仪0TS232X1台江苏

3泥浆粘度计JND-1006型1台河北沧州

4泥浆比重计ANB-11台上海

5马氏漏斗2台上海

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第二章施工部署

1项目组织机构图

项目经理：

+士人.

2项目部主要领导岗位及部门责任

2.1项目经理

2.1.1全面负责组织工程的实施，对工程的质量、进度和HSE负领导责

任。

2.1.2组织编制项目施工实施计划，确保按期完工。

2.1.3组织对全体施工人员进行质量及HSE培训。

2.1.4组织制定项目经济责任制及其它制度，并确保其实施。

2.1.5组织调动各施工单位的人员、设备，解决施工中的重大问题。

2.1.6组织协调与业主、监理、地方及其它施工单位的关系。

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2.2技术负责人

221对技术、质量进行专业管理。

222参与项目重大问题的讨论与决策。

223组织对施工人员进行技术和质量培训。

2.2.4组织编制项目施工实施计划、质量管理计划，制定各专业管理制

度,并组织实施、检查和调整。

225组织处理解决现场技术、质量问题。

226组织项目技术、质量检查。

2.2.7组织整理、编制各项竣工资料,参与组织竣工验交。

2.3施工管理部

2.3.1参与组织有关施工准备工作，包括:组织设备维修,组织营地建设

和人员、设备调迁。

2.3.2办理各种施工许可证。

233组织协调施工，合理调配施工力量，解决现场施工问题。

2.3.4采用P3项目管理软件对整个项目的进度进行控制。

235编写施工计划，搞好计划管理,使工程按预定进度计划实施，防止

工程拖延。

2.3.6处理对外征地协调事宜,搞好与业主、监理及地方政府的关系。

2.4工程技术部

2.4.1组织内部图纸会审和技术交底，编制施工组织设计和施工技术措

施。

2.4.2办理设计变更，处理现场技术问题，参与质量、安全事故的分析与

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处理。

243检查、监督所属施工单位的原始技术资料填写及现场签证情

况。

2.4.4组织工程检查、3佥交,参与组织保投产工作，整理、汇编竣工资

料。

2.5QHSE部

2.5.1编写项目质量手册、质量计划和质量程序文件，确定项目质量方

针、组织结构、管理职责、合同评审等全部质量体系要素的控制原

则。

252对整个施工过程进行质量控制，定时对各营地、各机组进行质量

体系审核;建立健全严格的质量奖惩制度。

2.5.3参与组织对施工人员进行的质量培训，定期组织各机组召开质量

会议,解决施工中出现的有关质量问题。

2.5.4收集质量信息，为解决施工中的质量问题、提高工程施工质量提

供可靠保障。

2.6.5建立HSE管理网络,编写有针对性且实用的项目HSE体系文

件。

256全面负责整个项目的HSE培训、审核和监督检查。

257制订并实施工程应急反应计划，对项目交通安全进行严格管理。

2.5.8针对沿线的生态环境及文物古迹特点，编写环境评估报告，并提出

相应的风险削减措施。

2.5.9组织编制项目HSE管理计划及保证措施，制定专业管理制度，并

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组织实施、检查和调整。

2.6经营管理部

2.6.1制订项目经济责任制，并负责具体实施。

2.6.2负责工程的预决算编制及管理，负责项目签证、索赔工作。

2.6.3负责整个项目费用的控制。

2.6.4按**劳动工资管理规定进行日常劳资管理,并做好人员培训和资

质管理。

265负责合同的起草、签订及管理工作。

2.6.6编制项目物资管理计划，并负责具体实施。

2.6.7制定项目目标成本控制计划，并负责具体实施。

2.6.8组织经济活动分析，并提出改进措施。

2.7综合管理部

2.7.1负责整个项目部的文件控制和信息管理工作。

2.7.2组织安排项目部各种会议。

2.7.3负责项目部的党、政、工、团及宣传报道工作。

2.7.4负责竣工资料中声像资料的整理与归档。

2.7.5负责项目部机关的后勤管理工作。

3施工任务划分

根据自然环境因素及我**的施工能力，确定成立3个施工机组，即

1个焊接作业机组、1个定向钻穿越机组及1个综合作业机组进行施

工。焊接作业机组负责穿越管段焊接及连头;定向钻穿越机组负责定

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向钻穿越施工;综合作业机组负责扫线、布管、试压、补口、补伤、

设备进场。具体任务如下:

序号单位人数施工主要任务

总体协调，管理施工,对工程质量、安全、进度、

1项目部8环保等负全面责任,负责对业主、监理及地方政

府等部门的联系工作。

2焊接作业机组15负责组焊、焊口返修等工作。

3定向钻穿越机组35定向钻穿越施工。

负责扫线、作业带清理、运布管、试压、电火花

4综合作业机组23检漏、补口、补伤、阴极保护、套管施工、设备

进出场等工作。

4施工人员

各机组人员组成如下:

序号单位名称人数工种

技术质量1人、HSE1人、电焊工6人、火焊工1人、管工1人、

1焊接作业机组15

电工1人、吊车操作手1人、普工2人、司机1人。

司钻2人、控向2人（兼管技术、质量及HSE）、司泵2人、火焊

2定向钻穿越机组35工1人、起重2人、电工2人、挖掘机操作手1人、普工20人、

吊车司机2人、司机1人。

技术质量及HSE1人、火焊工1人、喷砂工2人、防腐工2人、

3综合作业机组23测量工2人、吊车司机1人、司机4人、推土机操作手1人、电

工1人、修理工2人、普工6人。

1合计73

5施工暂设

5.1施工暂设设置的一般要求：

5.1.1施工营地以就近选择为原则，各施工队能够就近租用现有的招待

所，少量增建临时砖房作为食堂、库房。

5.1.2施工项目部配装电话，施工现场的关键人员配备移动电话,保证通

讯畅通。

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5.1.3尽可能依托当地的现有设施，达到环保、省时、省力、节约、保

证施工生产及后勤保障之目的。

5.1.4各营地备有一定数量的房间及办公设施。

5.2施工暂设的设置方式为:根据实际情况能够租赁或临时搭建。

5.3施工暂设内容

项目部驻地、施工驻地、停车（设备）场、消防设施、配电箱、应

急发电设备。

5.3.1项目部驻地

按照HSE管理体系的相关要求，驻地选择应考虑到与施工现场、

外界联系方便，交通方便等因素，其包括:办公室、会议室、宿舍、厨

房、餐厅、洗手间;项目部办公采取现代化办公的形式，办公室的设施

包括彳颉机（能接发电子邮件）、传真机、电话、复印机等。项目部按

照8人考虑施工暂设,其中四人间宿舍两个，办公室、会议室、洗手间

各一个。

5.3.2职工驻地

按照HSE管理体系的相关要求，本着经济、适用的原贝能租赁

的就不搭建，施工驻地设宿舍、厨房、餐厅、公共浴池、洗手间等。

还要和当地医院联系好,职工生病或遇到紧急情况时能得到及时救

治。后勤设专人负责管理食堂，食堂卫生、整洁。施工驻地的选择应

考虑离施工现场的距离，同时考虑职工的休息环境，要进行一定的装

修。

5.3.3仓库

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应满足施工的需要，包括大小、安全性、对所储物资性能的保护

情况等，仓库设置在施工驻地附近，便于施工物资的统一调度。

5.3.4停车（设备）场

位置应考虑车辆的进出方便，同时场地要满足使用需要，不但场地

面积合适,而且要平整。

535配电箱、应急发电设备、生活用储水罐、消防设施

按照HSE的要求设置消防、发电设施及储水罐，发电设备及储水

罐用于突然停电、停水的应急，保证临时用电、用水需要。

5.3.6其它有关施工暂设按照实际情况进行。

6通讯保障

为保证优质高速地完成该工程，必须强化通讯保障手段，以保证项

目部与**总部、业主、监理、地方部门及各施工营地的通讯畅通无

阻，使工程的各种情况能够及时上报，各种指令能迅速下达。我**已为

此配置先进的计算机系统，能利用互联网、传真、电话把业主、监

理、项目部及**总部紧密地联系在一起。

第三章工程施工方案

1管线定向钻穿越施工方案

穿越施工时首先进行施工现场进场道路及施工场地的修筑与平整,

随后在出土端的施工作业带内进行穿越管道的预制施工（完成组对、

焊接、防腐、试压等）。与此同时，将钻机、发电机组、控向系统、泥

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浆系统进行就位安装、连接调试。设备安装调试完成后立即进行穿

越施工。穿越施工前将顶管机与钻机连接开始出、入土端钢套管的

安装，套管安装采用“顶管法”。然后经过6次的预扩孔和1次清孔

后，钻机牵引已预制完成的管线开始回拖，直至管线钻出地面后,穿越施

工完工。

1.1定向钻穿越工艺流程

交梃、测置放—

u

修筑便道、平整场地

,u」

-------------------------设备进入现场一|--------------------------------

设备摆放两岸钻机、顶管机、发电机组、控向系统、泥浆系统连播调试开出泥浆池

5^^配制泥浆

导向孔钻进

泥

回

炭

收

U回

返

收

回拖管线而制预扩孔、洗孔回

处

泥

理

II蝶

回推管疑就位*1~回施工作管线

:口

—拆卸、搬迂设备

U

如魂弃泥浆、回做浆坑检查穿越记录恢复她貌

n

竣工於收

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1.2设计交桩及测量放线

施工前，与设计就穿越点位置进行仔细交桩,明确管道的穿越位置

及控制坐标。根据设计交桩与施工图纸放出钻机场地控制线及设备

摆放位置线,确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。

1.3进场道路及施工场地平整

从施工场地附近的塘边路修筑一条130mx8m的施工便道进入土

点施工现场，穿越入土点及修筑的施工便道均在鱼塘里,塘内需要进行

抽水晾晒,并铺垫平整出50mx60m的施工场地,在场地附近需要开挖

一个40mx40mx2m的泥浆池。在出土点平整50mx60m的施工场

地,并开挖30mx30mx2m的泥浆池。

1.4地锚基础的安装

141入土点采用组合基础的方式来承受管道回拖时的最大回拖力，前

面的基础采用钢管桩基础，共需打入16根钢管桩，使用槽钢及钢板，把钢

管桩连接起来，使其成为一个整体。在钢管桩基础拉后面埋设8个地

锚。示意图如下：

钻机

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1.4.2出土点采用组合基础的方式来锚固钻机,基础采用沉箱做基础，沿

沉箱周围共需打入4根钢管桩，并把钢管桩和沉箱焊接连接起来，使其

成为一个整体。在沉箱基础拉前、后面各埋设2个地锚。

1.5钻机选取及配套设备就位

1.5.1施工过程中先将钻机就位在穿越中心线位置上，钻机就位完成后,

进行系统连接、试运转，保证设备正常工作。

152根据规范要求，钻机吨位选取应符合以下公式：

F拉=?rLf[-(D-8)8X7.85]+kjiDL

式中:F拉-计算的拉力,t

L—穿越管段的长度,m

f—摩擦系数,0.1-0.3

D—管子的直径,m

8—管子的壁厚,m

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k—粘滞系数,0.01—0.03

式中:L=**************m、f取最大值0.2,D=0.813,3=0.0159,k取最

大值0.02。

经计算得F拉=*******246.40电，按规范要求，钻机宜选取F拉的1.5-3

倍，因此**—9800型钻机（回拖力=98（）T）满足规范要求。

L6测量控向参数

按操作规程标定控向参数，为保证数据准确,在穿越轴线的不同位

置测取，且每个位置至少测四次，进行对比，并做好记录，取其有效值的

平均值作为控向LineAz值。

1.7钻机试钻

开钻前做好钻机、发电机、泥浆系统、控向系统等的安装和调

试，等一切准备就绪，确定系统联合运转正常。然后开始试钻，钻杆和钻

头吹扫完毕并连接后，严格按照设计图纸和施工验收规范进行试钻，当

钻进20米左右时（即钻头入土约两根钻杆）检查各部位运行情况，如各

种参数正常即可正常钻进。

1.8管道穿越施工方案

本次主管道定向钻施工大致可分为3个阶段:钻导向孔;扩孔、洗

孔、测孔、修孔;管道回拖。工艺流程见下图:

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****45/4^太口1)/)|土

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1.8.1导向施工L8.L1

钻导向孔

钻导向孔时，由于大钻杆刚度大，适合长距离穿越,可是她的钻进

阻力和旋转扭矩也较大力'钻杆虽然刚度〃'，钻进距离短，但在满足刚

度要求的前提下钻进阻力小，旋转扭矩也小，因此采用不同规格的钻

杆组合钻进。

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入土侧钻具的连接方式如下：

**钻机-65/8"钻杆一泥浆分流器-5.5”钻杆一无磁钻铤一无磁

短节一泥浆马达一牙轮钻头

出土侧钻具的连接方式如下：

**钻机-5.5”钻杆一泥浆分流器-5.5”钻杆一无磁钻铤一无磁短

节一泥浆马达一牙轮钻头

管道导向

曰尚1NJ之上壮t”

泥浆马达选用5LZ172型螺杆钻具，性能参数见下表:

马达流量范围马达压降额定扭矩最大扭矩钻压功率

钻具型号

(L/min)(MPa)(N.m)(N.m)(kN)(kW)

5LZ172C94〜18944.052007345100126

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控向对穿越精度及工程成功至关重要，并直接关联到主管穿越。开

钻前仔细分析地质资料，确定控向方案,控向与司钻重视每一个环节，认

真分析各项参数，互相配合钻出符合要求的导向孔，钻导向孔要随时对照

地质资料及仪表参数分析成孔情况，达到出土准确，成孔良好。

出、入土点导向孔钻至水平段后，停止钻进，准备安装导向孔套

管。

1.8.1.2钻头跟踪测量

O

系统主要原理

DX-I型导向系统探测器安装有三轴微磁强计和三种重力加速度计,

地面计算机经过这些传感器的数据计算出钻头的方位角和倾角，然后

根据每一根钻杆的数据累计计算出钻进长度、钻头深度以及左右和

上下的偏差。

导向系统是依靠地磁场进行导向的，由于地磁场容易受到地面磁性

物质（如河流上经过的船舶、高压线等）的干扰，导致控向出现偏差，针

对这一问题的解决方法是采用在地面布设一个强磁场线圈或使用磁

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靶对钻头进行辅助定位，由于此次穿越对接位置在水面下，不宜铺设强

磁场线圈，因此采用GPS钻头跟踪测量仪（磁靶定位结合GPS自动测

量）在对接前对钻头进行精确定位（如下图所示），确保对穿精度。

GPS钻头跟踪测量仪最大测量深度60m,可置于水中，深度测量精

度0.5m,GPS定位精度＜2m。

GPS钻头跟踪测量仪工作原理:

根据出、入土点标定的GPS坐标，建立穿越中心线的GPS坐标系,

GPS钻头跟踪测量仪发射磁信号，钻头探测器接收到信号后，由计算机

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计算出钻头相对穿越中心线的相对位置。

采用上述系统进控向,可在钻进过程中随时对钻头位置进行检测,

而无需设置任何辅助设施。对环境影响小。

L8.2在入土段安装导向孔套管

由于该工程穿越距离较长,钻杆的推力达上百吨，同时，浅层地质

较疏松，容易造成钻杆弯曲，同时，出入土段导向孔的曲线段也容易使钻

杆过度弯曲，造成导向孔钻进的推力加大和钻杆的失稳；

另外为保证泥浆返浆通畅,减小或避免大堤处跑冒浆的风险。

因此本次穿越拟采用在入土段和入土弧线段套钻套管的方案,入土段

套管安装至水平段，具体选用的材料、设备及施工方案如下：

套管参数

a.套管规格①273mmX12mm无缝钢管

b.套管材质20CrMo

由于螺纹连接的石油套管接头处无法承受套钻过程中钻机给套管

施加的扭矩，因此本工程我**选用优质低碳合金钢无缝钢管作为套钻

套管。钢管之间采用焊接的方式连接，可满足本次施工需要。这一方

法已在不同工程多种地质情况下使用过，是一种成熟的施工工艺。

1.821主要施工设备、机具

序号名称规格型号数量

1半自动焊机NPS-5002

2外对口器DK-2731

3套管钻头3001

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4自锁式套管卡头1套

5焊接施工平台1组

182.2主要施工工艺

本项工程的导向孔套管的施工采用套钻套管的方案,首先钻导向孔

至水平段，然后更换钻具,安装套管钻头，套进导向孔的钻杆，沿钻杆方

向套钻套管，当一根套管钻到位置后，套管自锁卡头随钻机退回，再装卡

套管到焊接平台上,由外对口器固定后开始焊接，两台半自动焊机同时

工作，焊接时间约10〜15分钟，焊接结束后，重复上次工序，继续套钻钻进,

直到套钻到设计长度，然后卸下套管卡头，恢复导向孔的正常钻进工

序。

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L8.3钻头握手对接

由于此次工程穿越距离较长，地质相对比较松软，钻进阻力较大，导

向孔对接后很难直接单端钻到出土点，另外地质的不连续很可能造成

错孔，从而引起导向孔的错位,导至对接失败，因此在较软地层内长距离

穿越,钻头必须握手对接连成一体，牵引到另一端出土，才能确保导向孔

的穿越成功.

因此在施工过程中，入土段采用采用51/2”钻杆钻进长度为

900~600m然后接65/8”钻杆进行钻进，钻进长度为1000m,出土段采

用51/2”钻杆进行主动对接钻进，钻进长度为600〜900m。当两钻头

钻进至预定对接位置后，开启钻头对接系统（如下图）,**钻机的钻头中

安装对接导向系统的信号发射装置,**钻机的钻头中安装对接导向系

统的信号接收装置，经过对信号的处理，计算出两钻头的相对位置（如

下图），再调整钻头的钻进方向，最后使两个钻头扣合在一起（如下图）住

出土端钻头将入土端钻头牵引出土，完成长距离导向孔穿越。

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钻头三部分组成。

钻头定位对接系统

导向孔对接示意图

钻头握手对接

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穿越钻头对接后牵引出土

1.8.4双钻机扩孔

因此根据本工程具体情况,采用双钻机同步扩孔，并使用动力扩孔

器提高扩孔效率。

扩孔时，采用双钻机扩孔，减少单侧钻杆使用扭矩，同时可避免卡钻,

钻具连接方式：

**—9800型钻机一2”钻杆一加重钻杆一板式扩孔器一加重钻

51

杆-2"钻杆—**一型钻