油气管道复杂地质定向钻穿越技术.pdfVIP

学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报)2014年8月第36卷第8期 Journal of Oil and Gas Technology(J．JPI)Aug．2014 Vo1．36 No．8 油气管道复杂地质定向钻穿越技术 李军，耿亚群，杨鸿雁，吴洪亮 (中国石油天然气管道局国际事业部，河北廊坊065000) [摘要]通过对油气管道复杂地质定向钻穿越技术进行研究，阐述了山体岩石穿越、管尾推进助力管道回 拖、双钻机同步扩孔、钻头握手对接等技术的主要特点和优势，指出了油气管道复杂地质定向钻穿越技 术攻关课题对今后油气管道控制性工程建设起到的重要作用。 [关键词]管道工程；定向钻穿越技术；山体穿越 [中图分类号]TE973．4 [文献标志码]A [文章编号]1000—9752(2014)08～0275—02 1 技术特点 始创于 1993年的廊坊华元机电工程有限公司，自主开发了HY一250至HY一9800系列大中型水平定 向钻机及配套设备，回拖力从25～lO00t，是目前国内具有系列钻机研制和生产能力的企业，也是国内 钻机配套能力较强的企业。自主研发的山体穿越、对穿钻头搜寻、握手和动力扩孔器等技术多次创造丁 国内外定向钻施工的新记录。 1．1 山体岩石穿越技术 自主研发动力扩孔钻，采用泥浆马达作为动力切削扩孔，岩石扩孔速度在 10～20m／h，广泛应用 于岩石、山体穿越扩孔，比普通扩孔钻效率提高3倍，有效解决山体、岩石的定向钻穿越难题。 2011年7月，重庆一綦江成品油管道工程长江穿越工程顺利完成，克服了出入土点与穿越最低点 105m的高差和穿越场地受限及出土角达到30。等国内穿越技术难点，开创了顶推正向扩孑L、入土点分 段焊接、专用泥浆护壁和正向推送主管道的先河，也是定向钻施工又一新的技术突破。 1．2 管尾推进助力管道回拖技术 对于大口径、长距离的管道在流沙层等不易成孔地层穿越时，如果管道的回拖阻力超出钻具所能承 受的范围，需要采取管尾推进助力法辅助管道穿越。华元自主研发制造了推管机 (最大推力500t)，穿 越推进速度范围在O～5m／min。2011年1月，秦皇岛一沈阳天然气管道工程辽河穿越过程中，针对流沙 回拖阻力的困难，采用自主研发推管机进行管尾推进助力技术进行管道回拖，创造了管径 lO16mm管 道穿越长度1578m的国内纪录。 管尾推进助力回拖技术适用于管道出土点作业空间受限的现场施工环境，可实现穿越管道入土点和 出土点高差较大的定向钻穿越。成品油管道綦江穿越工程曾实现管道穿越入土点和出土点165．6m高 差，管道最高点和最低点高差大于200m的成功穿越。 1．3 双钻机同步扩孔技术 针对高硬度、高研磨性岩石层穿越，除了采用与地层相配套的钻具外，采用双钻机同步扩孔，提高 扩孔效率，缩短工期，降低卡、断钻风险，增加泥浆调配的灵活性，目前已广泛应用于施工中。 2005年7月，承揽的外钓岛一册子岛海底管道穿越工程回拖成功，在施工中首次采用了导向孔对接技术， 首次采用两台钻机同步协调扩孑L，并开创了史上 2350m长回拖时间不超过 14h的先河，创造了管径 6lOmm、壁厚15．9ram、穿越深度81m、穿越长度2350m的管道穿越世界纪录。 [收稿日期]2014—06—12 [作者简介]李军 (1957一)，男，2005年中国矿业大学毕业，高级工程师，长期从事国际工程管理工作。 学兔兔 油气管道工程 2Ol4年8月 1．4 钻头握手对接技术 对于管道穿越距离较长，地质较软或软硬交错的复杂地层的导向孔施工，华元采用钻头握手对接技 术有效解决管道穿越难题。当两钻头钻进至预定对接位置后开启钻头对接系统，一端钻机的钻头中安装 对接导向系统的信号发射装置，另一端钻机的钻头中安装对接导向系统的信号接收装置，通过信号采 集、计算，确定出两钻头的相对位置，然后根据计算扣合在一起，由