鉆進(jìn)過程中可能出現(xiàn)問題的應(yīng)對措施及預(yù)案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 鉆進(jìn)過程中可能出現(xiàn)問題的應(yīng)對措施及預(yù)案一、 防止定向鉆在鉆孔時呈“S”形的措施在定向穿越施工過程中，孔道有時會出現(xiàn)“S”形的現(xiàn)象，造成這一現(xiàn)象的主要原因是導(dǎo)向孔曲線成形不好和擴孔時出現(xiàn)偏擴。地表或地下磁干擾造成探頭探測數(shù)據(jù)失真，易誘導(dǎo)導(dǎo)向孔曲線成形不好；穿越地層軟硬不均和擴孔器組合方式不當(dāng)，易誘導(dǎo)擴孔器在孔道內(nèi)偏擴。為防止在定向穿越施工過程中，孔道出現(xiàn)“S”形的現(xiàn)象，我方計劃從以下兩方面采取措施：1）導(dǎo)向孔精心控向，避免在這一階段出現(xiàn)“S”形的現(xiàn)象2）認(rèn)真做好穿越中心線的磁方位角測量。在導(dǎo)向孔開鉆前，要測量穿越中心線的磁方位角，這一數(shù)值是導(dǎo)向孔控向的原始依據(jù)數(shù)

2、值，必須準(zhǔn)確。我們通過在地表多點測量（一般情況下，出、入土側(cè)各取兩個點），然后將各組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比，排除由于那些由于磁干擾而錯誤的數(shù)據(jù)，確定正確的磁方位角數(shù)值。如果各組數(shù)據(jù)相差較大（0.2°以上），則增加測量點（24個），直到確定正確的數(shù)值。3）導(dǎo)向孔嚴(yán)格按設(shè)計曲線鉆進(jìn)在開鉆前對司鉆人員作好詳細(xì)的技術(shù)要求，對每一根鉆桿的鉆進(jìn)要求都提前在圖紙上作好標(biāo)注；在鉆進(jìn)時，準(zhǔn)確及時地向司鉆人員發(fā)布控向指令，并隨時根據(jù)鉆進(jìn)情況調(diào)整司鉆推進(jìn)、旋轉(zhuǎn)操作。使導(dǎo)向孔嚴(yán)格按設(shè)計曲線鉆進(jìn)。在導(dǎo)向孔施工階段，重點控制導(dǎo)向孔鉆進(jìn)質(zhì)量，避免誤操作。4）認(rèn)真分析穿越各地層組成成分、物理力學(xué)性質(zhì)，選取合理的擴孔工藝，

3、防止擴孔器偏擴認(rèn)真分析穿越各地層組成成分、物理力學(xué)性質(zhì)。穿越各地層往往軟硬不均，因此，在鉆前，要將各穿越地層中土的類型、含水量、孔隙度、粘聚力、內(nèi)摩擦角、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值、側(cè)摩阻力、錐尖阻力等等，仔細(xì)閱讀，將這些數(shù)據(jù)標(biāo)識在穿越曲線圖上，以指導(dǎo)司鉆人員操作。根據(jù)穿越地層選用合理的擴孔器組合方式。原則上，在地層呈軟塑、可塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)粘土或粉質(zhì)粘土?xí)r，采用桶式擴孔器；在地層呈硬塑狀態(tài)的粘土或粉質(zhì)粘土?xí)r，采用切割刀式擴孔器。在小級別擴孔（300）時，可以采用切割刀式擴孔器；在較大級別擴孔（700）時，盡可能采用桶式擴孔器，以減輕擴孔器在軟地層中因自重大、土層對擴孔器的承載面積小而下沉的程度。保證孔道

4、成形良好，整體曲線不變形。在擴孔器進(jìn)入軟地層擴孔后，在扭矩控制在40000ft*lb內(nèi)的情況下，盡可能加快擴孔速度；同時，加大泥漿排量，保持井口返漿流速基本不變，避免返漿倒灌入孔道內(nèi)。二、 導(dǎo)向孔出現(xiàn)偏離的應(yīng)對措施導(dǎo)向孔曲線與設(shè)計曲線的偏移量半徑不應(yīng)大于2m。出土點沿設(shè)計軸線的縱向偏差應(yīng)不大于穿越長度的1%，且不大于10m；橫向偏差應(yīng)不大于穿越長度的0.2%，且不大于2m。鉆導(dǎo)向孔是定向鉆穿越施工過程中重點控制的關(guān)鍵工序,導(dǎo)向孔質(zhì)量的好壞直接影響鉆機回拖時回拖扭矩與拉力的大小。因此,導(dǎo)向孔與設(shè)計穿越曲線是否重合是關(guān)系到管道最后回拖成功的關(guān)鍵。導(dǎo)向孔在鉆進(jìn)過程中偏離設(shè)計穿越曲線的原因可以歸納為四

5、類：第一，鉆機就位方位與管線設(shè)計穿越方位有偏差，造成在導(dǎo)向孔鉆進(jìn)的過程中其軌跡逐漸偏離設(shè)計穿越曲線。第二，受外部磁場的影響，控向方位角非管線走向的真實方位角，從而控向軟件計算鉆頭方位的參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致從計算機采集的數(shù)據(jù)非鉆頭的真實位置。第三，受地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。導(dǎo)向孔在鉆進(jìn)過程中要穿越不同的地層即使是同一地層其硬度分布也會軟硬不均，因此，鉆頭在鉆進(jìn)的過程中比較容易偏向相對較軟的地層，造成與設(shè)計曲線發(fā)生偏移。第四，在導(dǎo)向孔鉆進(jìn)過程中，由于鉆機操作人員（司鉆員、控向員）人為操作有誤，使穿越軌跡與設(shè)計曲線發(fā)生偏移。針對以上造成曲線偏移的原因，我們特制定了如下措施：1）保證鉆機就位方位與設(shè)計管線中心線

6、重合的措施鉆機就位前，用測量儀器（如經(jīng)緯儀）放出管線穿越中心線，根據(jù)穿越入土角、鉆機自身尺寸（車長、車寬、輪距等）等參數(shù)計算出鉆機就位的精確位置，并用白灰或用線繩予以標(biāo)記，并以此標(biāo)記作為鉆機就位的依據(jù)。在鉆機就位過程中，除了利用白灰或線繩標(biāo)記作為就位的標(biāo)準(zhǔn)外，就位后還要用測量儀器測量鉆機就位偏差，經(jīng)計算鉆機就位方位相對于管線中心線的角度偏差如果超過0.1°時，需要根據(jù)偏左偏右情況重新調(diào)整鉆機，經(jīng)多次就位-測量-調(diào)整-再測量，直到偏差控制在0.1°范圍內(nèi)。鉆機就位后，計算出精確的偏差數(shù)值，在開始鉆導(dǎo)向孔時及時調(diào)整此偏差為零，從而保證導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計穿越曲線重合。2）外部磁場對

7、方位角的影響及控制措施外部磁場主要由地下管道、地下光纜、剛性建筑物（構(gòu)筑物）、大型船只、地上高壓線等產(chǎn)生，這些外部磁場將影響地磁場強度和地磁角度，從而影響控向方位角，控向方位角的不確定最終導(dǎo)致鉆孔時方向失控。根據(jù)現(xiàn)場確定的外部磁場的位置，在鉆孔時，探測器到達(dá)外部磁場前，鉆孔方向不能出現(xiàn)過大的左右偏移量，保持實際方位角與控向方位角的偏差在允許的范圍內(nèi)，在進(jìn)入外部磁場時，實際方位角發(fā)生變化，此時的方位角與控向方位角不同，鉆進(jìn)時暫不考慮干擾后的方位角而直接按直線鉆進(jìn)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)測量時，根據(jù)控向工具面的位置輸入與控向方位角接近的方位角。鉆頭穿越過磁場干擾區(qū)后，計算機控向數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，此時導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)

8、計穿越曲線偏差應(yīng)當(dāng)在許可范圍內(nèi)，萬一兩者偏差較大，首先計算出實際偏差量，然后將經(jīng)過磁場干擾區(qū)的鉆桿抽出后重新鉆進(jìn)進(jìn)行偏差調(diào)整。在已知偏差量的情況下進(jìn)行調(diào)整是很容易的，通過調(diào)整消除磁場影響，使導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計穿越曲線重合。3）對于穿越砂層的定向鉆要確保導(dǎo)向孔在該層中的平滑過度（關(guān)鍵部分）導(dǎo)向孔鉆進(jìn)是穿越施工的第一步也是最關(guān)鍵的一步，這就要求我們在鉆導(dǎo)向孔過程中對下面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行近一步的分析判斷?？叵騿T與司鉆員要認(rèn)真實際地做好施工記錄，為下面的預(yù)擴孔及管線回拖提供切實可靠的施工資料。4）采用人工磁場鉆機控向系統(tǒng)是依靠地磁場進(jìn)行方位控制，通過鉆頭后面的探頭將導(dǎo)向孔參數(shù)傳輸?shù)接嬎銠C。地磁場容易受到地

9、下管線、地下電纜、地面高壓線等金屬構(gòu)件的干擾，從而造成控向參數(shù)不準(zhǔn)確。人工磁場是在穿越中心線兩側(cè)布設(shè)的閉合線圈，布設(shè)簡單方便，在施工中既經(jīng)濟又有效，其優(yōu)點是它不受外部磁場的干擾，可以準(zhǔn)確無誤的將鉆孔數(shù)據(jù)反映出來，當(dāng)探頭到達(dá)此閉合的線圈區(qū)域內(nèi),接通直流電源產(chǎn)生磁場,通過人工磁場可以測得穿越軸線的左右偏移和穿越標(biāo)高。通過人工磁場與地磁場左右偏差的比較,可以確定目前鉆頭方位角,從而確定下一根鉆桿的行進(jìn)方位。由于人工磁場在地磁場受干擾的情況下可以提供準(zhǔn)確的管線穿越方位角，在地磁場不受干擾的情況下可以校正控向方位角的正確性，從而能夠很好的控制導(dǎo)向孔與設(shè)計穿越曲線偏移，并能保證穿越曲線的平滑性。5）控制人

10、為因素造成導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計穿越曲線偏差的措施開工前，進(jìn)行有針對性的培訓(xùn),加強控向人員與司鉆人員的配合，司鉆人員以控向人員的指令為準(zhǔn)，按照指令進(jìn)行操作，防止人為操作導(dǎo)致鉆孔出現(xiàn)偏移設(shè)計曲線。控向人員應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計曲線計算每次傾角的調(diào)整度數(shù)，認(rèn)真掌握并注意穿越過程中的軌跡變化，通過軌跡變化確定控向方向的變化。從而控制導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計穿越曲線的偏移。三、 導(dǎo)向孔卡鉆的應(yīng)急預(yù)案導(dǎo)向孔鉆進(jìn)過程中，鉆頭很可能卡鉆，表現(xiàn)為泥漿壓力劇增，或伴隨鉆機扭矩瞬間的增大（旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時），此時，鉆頭停止轉(zhuǎn)動。處理的方法有二種：一是當(dāng)泥漿的壓降能保持在500psi范圍內(nèi)時，可采取立即停止鉆桿的推進(jìn)，改為往鉆機方向拉鉆桿，降

11、低泥漿的壓差，然后用更慢的推力和推進(jìn)速度鉆進(jìn)；二是當(dāng)泥漿的壓降超過500psi時，應(yīng)立即關(guān)閉泥漿泵，停止泥漿的泵送，往鉆機方向回撤鉆桿。因此次穿越設(shè)計曲率半徑小，導(dǎo)向孔施工過程中，在更換鉆具或其它特殊情況回抽鉆桿時卡鉆。主要原因是個別地段造斜過大，清孔不徹底，鉆屑過量堆積引起“縮孔”，造成卡鉆。處理方法：首先應(yīng)保持泥漿的正常工作，有足夠的泥漿往孔內(nèi)泵送，此時鉆桿且不可簡單地繼續(xù)往回拉，否則容易將鉆頭卡死。應(yīng)在泵送泥漿的前提下繼續(xù)往前進(jìn)，耐心進(jìn)行清孔，同時按首次鉆進(jìn)記錄調(diào)整鉆頭的高邊，停止鉆桿的旋轉(zhuǎn)往回抽，注意控制好鉆機的拉力，然后旋轉(zhuǎn)鉆桿前進(jìn)、清孔，多次反復(fù)，直到順利通過“縮孔”地段。四、 管

12、線回拖受阻的應(yīng)急預(yù)案應(yīng)區(qū)別受阻位置和實際情況區(qū)別對待。當(dāng)管線回拖進(jìn)距離相對較短時，宜采取往出土側(cè)回拉的方式；當(dāng)管線回拖至接近出土?xí)r，可采取往鉆機側(cè)助推的方式；當(dāng)回拖管線位置處于中間段，兩個方向均可考慮，在地層中受阻時，用助推方式成功的機率較大。回拉和助推的方式有兩種：機械設(shè)備操作方式：利用挖掘機、履帶拖拉機、吊管機等爬行設(shè)備，在管端安裝卡具，連接鋼絲繩進(jìn)行回拉或助推。優(yōu)點：設(shè)備和卡具準(zhǔn)備簡單，操作平穩(wěn)，與鉆機的配合施工好；缺點：提供的推、拉力有限。夯管錘操作方式：一臺350型夯管錘（含1720m3空壓機1臺，配套機具和管路1套），在管端安裝事先加工好的卡具，利用夯管錘的瞬間、高頻沖擊力進(jìn)行回拉

13、或助推。優(yōu)點：無需后背力，提供的沖擊力很大，最大瞬間沖擊力可達(dá)600t以上（可調(diào)），且可以和管線、鉆桿等相連接，前進(jìn)和后退方向均可調(diào)整，解決受阻問題的能力強。缺點：設(shè)備租用、運輸，卡具加工等時間較長，與鉆機的配合施工同步性較差，需精心策劃、組織。五、 防止出現(xiàn)跑漿的應(yīng)急措施鉆導(dǎo)向孔階段導(dǎo)向孔鉆進(jìn)階段是管線穿越的關(guān)鍵，因為管線穿越孔還沒有鉆通，因此在導(dǎo)向孔鉆進(jìn)的過程中，穿越泥漿是在盲孔中向入土點返出，如果入土點前端孔堵塞，則有可能在穿越沿線冒出泥漿，因此在管線導(dǎo)向孔的前100米，將采取比較大的泥漿量，泥漿的流量較大便于攜帶出破碎的泥土，使孔始終是通路。在導(dǎo)向孔的后半段，泥漿壓力要減小，因為穿越距離長時泥漿很難再從入土點孔洞內(nèi)返出。擴孔階段開始擴孔的前半段，要采取比較大的泥漿量，利用泥漿的流動把孔內(nèi)的泥土帶到出土點。當(dāng)擴孔中段，泥漿量要減小，因為距離出土點與入土點都比較遠(yuǎn)，泥漿從這兩點返出需要的壓力較大，如果采取大的泥漿壓力可能從沿