黄土塬单边定向钻穿越轨迹设计方法研究.pdfVIP

★ ★ ．(★ ★ _I( 第 37卷第 5期 石 油 工 程 建 设 王晓霖，李延金，孔令新，张建强 (中原石油勘探局勘察设计研究院，河南濮阳 457001) 摘 要 ：单边定向钻是黄土塬地 区的一种新型管道 穿越技术 ，具有穿越距离长、高差大、施工效率 高、坡体干扰小等优点．适用于大型黄土冲沟、陡坎的一次性穿越。 目前 ，国内外缺乏单边定向钻 的 技术规范，设计施工以经验为主。文章研究了单边定向钻穿越线路设计方法，建立直线穿越轨迹和弧 线穿越轨迹的设计依据，并以榆济管道为工程背景，介绍 了单边定向钻穿越黄土冲沟的线路设计。研 究成果不仅为榆济管道冲沟穿越提供 了技术依据和指导，也有助于单边定向钻技术的完善和推广。 关键词 ：黄土塬 ；管道 穿越 ；单边定向钻；轨迹设计 中图分类号 ：TE973．4 文献标识码：A 文章编号 ：1001—2206 (2011)05—0001—03 0 引言 因此 ，有必要研究针对单边定 向钻的技术方法。本 随着我国长输管道 的快速发展 ，管道穿过黄 文以榆林一济南天然气输送管道为工程背景 ，研究 土塬地区越来越多。黄土塬地 区地形复杂 ，地面 黄土塬单边定向钻穿越线路设计方法，为穿越工程 支离破碎 ，梁峁、冲沟遍布 ，次生灾害较多 ，给 设计提供依据和指导。 管道建设带来 巨大 困难 。特别是一些大型冲沟 、 1 单边定向钻穿越方法 高陡边坡的穿越 。成为管道工程中的重点和难点。 黄土塬地区地形地貌复杂 ，生态环境脆弱，并 传统上 ，黄土塬地区管道采用 明沟开挖 的敷 且黄土具有疏松性 、湿陷性 、直立性等特殊物性 ， 设方式 ，该方法土方量大 ，水土保持工程量大 ， 在外界干扰条件下容易发生坍塌、滑坡等次生地质 不适用于高 陡边坡穿越 。其次 ，应用人工斜井可 灾害 。因此 ，穿越设计必须首先考虑施工 的可行 羊 羊凳￥ ￥ 羊 以实现黄土冲沟和土山穿越IlJ，但斜井施工进度 性。尤其是要使用定向钻机这种大型装备，钻机的 慢、安全隐患大，受到人工作业和穿越距离的限 通行和安装需要满足地形和地质条件的要求。穿越 制 ，仅适用中小型冲沟和陡坎穿越。 线路设计时，还应当考虑坡体 自身稳定性 。并避开 近年来 ，随着定 向钻技术 的发展和黄土塬管 发育 中的冲沟。穿越步骤如下 ： 道穿越工程 的增加 ，单边定 向钻技术应运而生 。 (1)工程地质勘察。确定坡体土质特征和稳定 作为水平定 向钻技术的扩展应用 ．它采用定 向钻 土层分布范围，分析确定单边定 向钻的可行性 。 机在冲沟或坡体顶部 ，沿坡势进行单 向钻孔作业 ． 根据地形条件 ，初步确定定向钻入土点和出土点的 成孑L后在坡顶将管道送入孔 中并溜至坡底 ，从而 位置 ，坡顶人土点满足钻机施工和预制管道的要 实现黄土冲沟 、陡坎穿越 。单边钻穿越距离长 ． 求 。为了保证施工作业安全，钻机距离坡边的安全 穿越高差大 ，施工效率高 ，泥浆用量少 ，对坡体 距离应在 10m 以上5[1 干扰小，对生态脆弱、水资源有限的黄土塬地区 (2)单边定 向钻线路轨迹设计 。线路应位于稳 非常适用_3-41。然而 ，作为一种新 的扩展方法 ，单 定土层 内，埋深满足管道设计要求 ，且坡顶人土角 边定向钻技术标准缺乏，水平定向钻的设计和作 满足钻机参数要求。 业方法难 以满足这种特殊 的穿越方式 。工程 中， (3)钻孔施工作业。按设计轨迹钻导向孔 ，按 设计和施工多依靠经验 ，难免出现各种 问题 ，不 管道安装要求扩孔 。钻孔过程使用泥浆作循环液 ， 当的设计还可能引发施工