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管道穿越项目投资指南

2020-12-26 16:38:08

一,概述

A.开发与使用

水平定向钻井技术早出现在1970年代。它是传统公路钻探和油田定向钻探技术的结合。这已成为一种流行的施工方法,可用于运输石油,天然气,石化产品,水,污水和其他材料。并建设各种电力电缆和光缆管道。它不仅用于穿越河流和水道,而且广泛用于公路,铁路,机场,海岸,岛屿,密集的建筑物和密集的管道。

B.技术局限性

定向钻井施工技术早应用于美国沿海地区的冲积层穿越,现在它已经能够在复杂的地质条件下开始穿越施工,例如粗砂,卵石,冰ora和岩石地区。长的管道穿越已经达到6,000英尺,管道直径为18英寸。

C.优势

事实证明,水平定向钻穿越是对环境影响小的施工方法。该技术还可以为管道提供大的保护层,并相应地减少维护成本,同时不影响河流运输,缩短工期,被证明是有效,成本低的穿越施工方法。

D.施工过程与技术

1.导向孔:导向孔是指沿水平方向并沿预定截面以预定角度钻出的孔,包括直的斜线和大半径的弧。在钻导向孔时,承包商可以选择并使用更大直径的钻杆(即冲洗管)来屏蔽导向钻杆。冲洗管可以起到与导管相似的作用,并且还可以方便引出导向钻杆的撤回和钻头的更换。导向孔的方向由位于钻头后端的钻杆中的控制器(称为弯曲外壳)控制。钻杆在钻孔过程中不会旋转。如果在需要更改方向时将弯管壳定位在右侧,则钻削路径将沿着平滑曲线向右进行。钻孔曲线是通过放置在钻头后端的钻杆中的电子测向仪进行测量的,并将测量结果传输到地面接收器。这些数据经过处理和计算后,将以数字形式显示在显示屏上。该装置主要用于监测钻杆与地磁场的关系和倾角(地上钻头的三维坐标),并将测得的数据与设计的数据进行比较,以确定钻头与地面之间的偏差。将钻头的实际位置和设计位置以及偏差值控制在允许范围内,并重复该循环,直到根据预定的导向孔曲线将钻头拔出到预定的位置。

2.预扩大:先导孔完成后,应将钻孔扩大到合适的直径,以方便完成管的安装。此过程称为预扩大(扩大的数量由终孔的大小确定)。例如,如果要安装36英寸的管道,则钻孔必须扩大到48英寸或更大。通常,铰刀连接到钻头另一排上的钻杆,然后将钻头旋转回到导向孔中以扩大导向孔。同时,将大量泥浆泵入钻孔中,以确保钻孔的完整性和故障性。塌陷并将切屑带回地面。

3.缩回管道:预膨胀完成后,可以将完成的管道拖入钻孔中。管道的预制应在钻机对面完成。铰刀的一端连接到钻杆,另一端通过旋转接头连接到成品管道。旋转接头可以防止成品管随铰刀一起旋转,以确保将其平稳地拖入孔中。后退由钻机完成。该过程还需要大量的泥浆来配合。回退过程必须继续进行,直到铰刀和完工的管道从钻机侧面拔出为止。

2.场地布置与设计

一条路

施工现场的两侧都需要重型设备。为了降低成本,通向两侧施工现场的道路应尽可能使用现有道路,以减少新道路的距离,或使用管道的施工通道。所有相关的道路使用权协议全部由所有者提供,现在讨论招标中的这些问题为时已晚。

B.工作场所

1.钻机的一侧-钻机的施工现场必须至少宽30M(100FT),长至少45M(150FT)。该区域是根据入口点计算得出的,入口点应位于指定区域内至少3M(10FT)。同时,由于钻机的许多设备或配件没有指定的存放位置,因此钻机侧面的施工现场可以是许多不规则的小块,由块组成,以节省地面空间,应将现场尽可能平坦,坚硬和清洁,以利于施工。由于交叉施工期间需要大量的淡水进行泥浆混合,因此施工现场应尽可能靠近水源或方便连接自来水管道的位置。

2.管道的一侧----为了方便预制的管道,在管道的一侧必须有足够的施工现场长度,这也是一个关键考虑因素。场地的宽度应满足管道建设的需求(通常为12至18米)。同样在挖掘现场的侧面,需要30米(100英尺)宽,45米(150英尺)长的建筑工地。总长度取决于可放置的预制管道。 (场地的总长度通常是交叉管的长度加30米。)在拖曳之前,应完成预制管的安装,包括焊接,通过球和进行压力测试。在防腐蚀等工序中,因为回撤过程必须连续进行,所以在回撤过程中不能进行管道连接作业。如果此时进行管线连接,则可能导致地下洞塌陷,有可能导致整个工程施工失败。 。

C.施工现场调查

确定施工现场后,应调查相应区域,并绘制详细,准确的地质和地貌图。终构造的准确性取决于调查结果的准确性。

D.施工设计参数

1.要考虑的覆盖层厚度因素包括河流过河的流量特性,季节性洪水侵蚀的深度,未来河道的拓宽和加深以及现有管道和电缆的位置。一旦确定了施工现场并完成了地质调查,就确定了穿越层的厚度。一般来说,覆盖层的厚度至少应为6米(20英尺)。以上仅适用于过河,对其他障碍物会有额外的要求。

2.钻孔角度和曲率半径----在大多数交叉施工中,入土角通常选择在8至12度之间。在大多数构造中,您应该首先钻一条对角直线,然后钻一条大半径曲线。该曲线的曲率半径由成品管道的弯曲特性决定,并随直径的增加而增加。钢管曲率半径的经验法则是100FT / IN(通常是管道直径的1000-1200倍)。倾斜直线根据预定方向将导向孔曲线引导至设计深度,然后在该深度引导较长的水平直线,然后到达向上弯曲点,然后到达挖掘点。开挖角度应控制在5至12度之间,以方便成品管道返回。

E.钻井施工

所有测向和控制工具都包括地下测量电子设备和地面接收设备,它们可以测量钻头的磁方位角(用于左/右控制)和倾斜角(上/下控制)以及钻头的穿透方向。

1.精度:交叉结构的精度在很大程度上取决于磁场的变化。例如,大型钢结构(桥梁,桩基,其他管道)和电力线会影响磁场读数。穿过挖掘点的导向孔的目标偏差值应控制在左右3米(10FT)之内,长度在3米至10米之间(-10至30FT)。

2.成品图:一般来说,每次钻探钻杆或在钻导向孔时每9米(30FT)应计算导向孔的测量和控制。承包商应将通过上述测量和计算完成的导向孔的施工图提供给业主。还有其他方法,例如陀螺仪,探地雷达和用于定位的智能清管球。

3.地质调查

A.探针孔数

勘探孔的数量取决于计划的穿越位置的地层和穿越的长度。如果导线长度为300米(1000英尺),则在导线位置的每一侧钻一个孔就足够了。如果钻探结果表明该地区的地质条件相对简单,则无需进一步钻探和取样。如果勘探报告显示该地区的地质条件较为复杂,或者发现了岩石或粗沙层,则需要进行进一步的详细地质调查。在长距离大直径穿越施工中,如果出现粗砂,鹅卵石,风化岩石或硬岩石,则应每180米至240米(600至800英尺)进行采样。如果有明显迹象表明地质结构异常复杂,这时,需要钻更多的地质勘探孔以进行更多的采样工作。所有采样探孔应沿横截面方向,采样深度应以计划的穿透深度为准。如果可能,好在相交中心线一侧约8米(25英尺)处选择采样探测孔。勘探任务完成后,必须将勘探孔密封,以防止施工过程中泥浆泄漏。

探头深度

所有探孔的深度应在交叉点以下(40FT)至少12米或在预定交叉深度(20FT)以下至少6米,以较大者为准。有时将交叉深度设置得比设计的位置更深,或者实际的交叉曲线比设计的位置更深,这对承包商和所有者非常有利。关键是应在具有一致的有利于孔隙形成的地层结构的地层中选择交叉位置。这样,有利于穿越的成功。

C.土壤的标准分类

合格的地球技术人员或地质人员应能够根据统一土壤分类系统或ASTM设计书籍D-2487和D2488对材料进行分类。由现场技术人员或钻井公司提供的现场钻井记录的能力对于将来的施工非常有用。该记录将包括材料的视觉分类以及钻井公司根据采样结果对地层结构的解释和解释。评估。

D.标准穿刺测试

SPT为了更好地确定颗粒状材料的密度,地质工程师通常根据ASTM规范D1586进行标准的穿刺试验SPT。这是一种现场测试方法。用标准重量的重锤将勺状采样器打入土壤一定深度,并记录达到12英寸深度时的击中次数。所获得的数据是标准的抗穿刺性值,可用于估计测试地点未聚集土壤的相对密度。一些钻井公司还将选择在合并的土壤或岩石区域进行小规模测试,以确认稠密土壤的稠度和岩石的硬度。

E.核心抽样方法

大多数地质勘探公司更喜欢使用岩心采样器来获取地下岩心的样本。这些测试通常根据ASTM D-1587规范进行。这种类型的测试与上述标准穿刺测试类似,不同之处在于采样器是具有锋利切削刃的液压驱动薄壁钢瓶。所需的液压值可在现场记录中找到。此方法可以获取相对完整的样本,以进行更详细的实验室分析。样品可以使用手持式穿刺仪进行现场分析。对于定向交叉,通常使用上述切割勺取样器来满足施工需要。

F.粒度分析

样品的粒度筛分分析是对使用挖斗式取样器在施工现场获得的颗粒物进行的机械测试。这些样品被送至实验室,并经过一系列筛网后,根据颗粒的大小和重量,获得了不同颗粒大小的百分比。这是重要的测试之一。

G.岩石状况

如果在土壤调查期间发现了岩层,则必须确定岩层的类型,管道穿越相对硬度和无限制的抗压强度,并且专业的勘探公司必须使用金刚石钻芯筒进行采样。典型的岩心样品直径为50毫米(2英寸)。 。岩石类型由地质学家根据岩心和总取芯长度之间的关系进行分类。岩石的硬度是通过将岩石与十种已知硬度的材料进行比较而获得的。压缩强度是通过准确测量芯子然后进行压缩实验而获得的。这些数据属于岩石的物理参数,以便确定使用哪种类型的横动设备和钻头,并且还可以估计横动行程。


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