在超长定向钻穿越施工中泥浆控制技术措施分析与运用
摘要
关键词
超长定向钻;穿越施工;泥浆控制技术
正文
定向钻穿越施工是一种利用钻进设备在地下管道中埋设管线的施工方法,目前已被广泛应用于石油、天然气、煤气、城市给排水等管道工程的建设中。与其他工程相比,非开挖定向钻穿越工程具有不影响交通和环境、减少对周边环境影响等优点,已被广泛应用于管道敷设、铁路建设等领域。同时,也是对整个施工过程中泥浆质量控制要求最严格的环节。因此,在非开挖定向钻穿越施工过程中如何通过严格控制泥浆质量来保障整个工程顺利进行成为了一项重要工作。
1.泥浆的质量要求
在定向钻穿越施工过程中,所使用的泥浆有多种,不同的泥浆会对钻孔的导向以及扩孔效果产生不同的影响。而为了能够确保钻孔施工质量,就必须要对泥浆进行合理配置,而且在施工过程中也要根据实际情况对泥浆进行不断的调整。在实际工程中,施工人员可以通过以下几种方式来进行泥浆质量的控制。 首先,在配制泥浆时,需要充分考虑到实际工程的实际情况以及地质条件,这样才能确保在实际施工中能够使泥浆发挥出良好的效果。同时在配制泥浆时,还需要对其性能指标进行严格控制,这样才能确保泥浆质量能够符合相关规定标准。 其次,在配制泥浆时,还需要充分考虑到施工现场的环境状况。如果现场环境比较复杂,那么就需要采用多种配制方式来进行。并且为了能够保证施工人员安全以及施工质量安全,就必须要加强对现场施工人员的安全管理。此外,在实际工程中还需要根据实际情况来调整泥浆配比以及泥浆性能指标。 最后,在钻孔过程中需要对泥浆进行不断的调整与优化。如果不能对钻孔过程中所使用的泥浆进行合理调整与优化,那么就会影响到整个工程的质量。因此在实际工程中需要根据钻孔过程中所使用的设备以及钻进深度、钻头类型以及地质条件等来进行调整。首先是加强对施工人员安全教育,提升施工人员安全意识;其次是加强对施工设备的保养与维护;再次是在钻进过程中加强对钻具和钻头等的检查与维护;最后是加强对钻进参数、设备使用情况等的检查与维护。 为了能够确保整个定向钻穿越工程能够顺利完成,就必须要对其进行科学合理地设计和安排。
2.泥浆的制备与控制措施
在进行长距离定向钻穿越施工过程中,为了保证施工的顺利进行,必须要合理配置泥浆,这样才能保证工程的顺利完成。在实际的施工过程中,要根据不同的地层采取相应的泥浆制备方案。比如,在本工程中,由于地质情况相对比较复杂,因此施工过程中所使用的泥浆就应该具有一定的抗压性和稳定性,从而保证管道穿越施工顺利完成。在对泥浆进行制备时,要根据施工现场的地质条件和设计要求合理配制泥浆配方,通常情况下应该使用膨润土、粘土以及纯碱等材料制备泥浆。在实际应用过程中,要将泥浆配合比控制在1.12~1.13之间,并且要经常对泥浆进行检测和分析,保证泥浆质量符合相关规范要求。
图1施工工艺
2.1泥浆制备
在进行长距离定向钻穿越施工时,需要对泥浆的质量进行严格控制,通常情况下,需要通过对泥浆进行配制来保证泥浆质量满足相关规范要求。在进行长距离定向钻穿越施工时,所使用的泥浆主要包括两部分,一是为钻进过程提供动力的泥浆;二是起到护壁的泥浆。在施工过程中,通常情况下需要将钻进和护壁两部分的泥浆结合起来,以保证钻进和护壁效果。通常情况下,在长距离定向钻穿越施工过程中,需要将膨润土和粘土按照一定比例配合起来,将其搅拌均匀。在搅拌过程中要注意将膨润土与粘土充分混合。在实际施工过程中,可以根据实际情况选择适当的比例进行混合搅拌。如果现场地质条件相对比较复杂,则可以适当减少膨润土的使用量。
2.2泥浆质量检测
在进行长距离定向钻穿越施工过程中,要经常对泥浆质量进行检测,一般情况下,应该按照规定的方法对泥浆的粘度、密度、 PH值、含砂量等参数进行检测。同时,还要经常对泥浆的粘度、 PH值进行分析,确保其符合相关规范要求。在进行长距离定向钻穿越施工过程中,要经常对泥浆的含砂量、 PH值等参数进行检测,通过检测数据来及时调整泥浆的性能参数,确保其能够满足工程实际要求。同时,还需要经常对泥浆的性能进行检测,防止出现性能下降等情况。
3.泥浆的作用与性能指标
(1)护壁:泥浆通过与孔壁发生摩擦,产生一定的压力和摩擦力,在孔壁形成一层泥皮,防止孔壁坍塌。 (2)稳定孔壁:泥浆的胶凝作用使其具有一定的粘度和密度,在钻进过程中可以有效防止孔内坍塌,并保持孔内压力平衡。 (3)冷却钻头:泥浆通过与钻杆内壁产生摩擦形成一定的摩擦力,可以降低钻头温度,从而降低钻头的磨损速度。 (4)携带岩屑:泥浆中的膨润土具有一定的粘度和密度,可以将岩屑带出孔外。 (5)清洗钻具:在钻进过程中,钻头在不断转动,钻杆也在不断转动。钻杆在切削过程中会产生大量的钻屑。如果不将这些钻屑及时清理干净,不仅会影响设备的正常使用,还会造成施工成本增加。因此,在非开挖定向钻穿越工程中必须保证泥浆的良好性能。通常情况下,非开挖定向钻穿越工程中所使用的泥浆性能指标应包括如下内容:粘度、密度、失水量、泥皮厚度、固相含量、 PH值和含砂量等指标。这些指标决定了非开挖定向钻穿越工程施工过程中所需的泥浆性能要求。
4.泥浆在非开挖定向钻穿越施工过程中的具体控制措施
泥浆作为非开挖定向钻穿越施工过程中的重要组成部分,其质量好坏直接影响着整个工程的进度。在本工程施工过程中,泥浆的控制措施主要包括以下几个方面: (1)选用优质粘土作为泥浆生产原料,并对其进行严格控制,确保其符合设计要求。 (2)在使用泥浆时必须严格按照设计要求和泥浆生产工艺进行操作。在施工过程中,要定期检查泥浆罐是否有破损现象,及时更换破损泥浆罐,保证其具有足够的储存能力。 如发现有异常情况时应及时对其进行调整,避免影响整个工程进度。 (3)在使用过程中要对其进行定期检查和维护。如发现异常情况应及时处理。
图2定向钻工程质量控制图
结束语:
综上所述,非开挖定向钻穿越施工是一种集机械、人工、技术等多种因素为一体的特殊施工方法,在实际施工过程中,受到很多因素的影响,导致钻进过程中出现很多问题,其中泥浆的质量问题是最主要的问题之一。因此,在实际施工过程中,应该严格控制泥浆质量。根据工程实际情况,可采用以下措施: (1)加强对泥浆的制备和输送系统进行控制; (2)合理配制和使用泥浆; (3)严格控制泥浆的性能指标和使用效果; (4)采用合理的泥浆施工工艺和参数。 以上是对非开挖定向钻穿越施工过程中泥浆控制技术措施进行了简要介绍,希望通过本文能为非开挖定向钻穿越工程中泥浆的质量控制提供一定参考。
参考文献:
[1]程振华,刘晓伟,管荣昌.天然气管道超长距离连续定向钻穿越工程设计与施工[J].石油工程建设,2021,47(06):66-69.
[2]冯亚军,周张萍.大口径超长螺旋钢管定向穿越施工技术应用[J].水利建设与管理,2019,39(03):39-43.
[3]郑明高.超长距离复杂岩层定向钻穿越施工技术[J].石油工程建设,2018,44(06):60-62+65.
作者简介:裴看元,1976年12月,男,汉族,安徽含山县人,学历本科,高级工程师,主要从事建设管理工作。
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