水平转角回拖法在大管径管道定向钻穿越中的应用

刘文偲

江苏省沿海输气管道有限公司

江苏沿海输气管道如东—常熟—太仓段起自江苏省南通市如东县阳光岛，途经南通市如东县、通州湾示范区、海门区，全长171.7?km，管径1016?mm，管道壁厚21?mm/26.2?mm，设计压力10?MPa。其中如泰运河段管道路由受地面障碍物限制严重，采用定向钻穿越技术完成工程施工。本文以通州湾示范区管道穿越如泰运河为例，浅析水平转角回拖法施工关键节点的控制措施。

1 工程概况

穿越管道西侧毗邻G328高速公路，东侧有规划红线（图?1），既要保证与公路有足够的安全距离，又不能影响规划红线。北侧阀室为定向钻预制带场地，且阀室无法进行迁移。

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图 1 定向钻穿越走向图（红色为原路由、黄色为调整后路由）

通过现场实地考察，综合考虑安全风险、预制带场地、施工周期等因素，计划对管道路由进行优化。按照GB?50424―2015《油气输送管道穿越工程施工规范》规定，严格控制导向孔钻杆折角角度，在原设计的基础上对该工程轴线进行调整，增大水平转角（4.7°/13.7°），出土点向右侧偏移，从而保证了该工程的顺利实施。

2 现场施工

（1）场地布置。根据图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线，并对出入土点坐标进行复测，确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线，按照施工图设计放线并做出标记。对钻机进行系统连接、调试，保证设备完好备用。

（2）导向孔施工。导向孔施工前首先进行理论计算。本项目穿越管径为1016 mm，每4根钻杆累加折角为2.2°，导向孔钻进时每50 m～100 m进行一次控向数据校正，确保导向孔的控向精度满足设计要求。钻进过程中使用较大的泥浆排量，充分携带出钻进产生的钻屑，以保证孔洞畅通。同时密切观察返浆情况，如发现不返浆，则抽回钻头，洗孔至正常返浆后继续钻进。本工程涉及水平叠加转角，测量放线时候需要合理确定基准线，并对每一处的弧起点、弧中点及弧终点位置进行标记，有效闭合人工磁场，确保数据的准确性和真实性。

（3）预扩孔施工。为确保定向钻穿越工程顺利实施，采用四级扩孔加一级洗孔工艺，扩孔尺寸及钻具连接如下：*一级采用飞旋式24″扩孔器进行扩孔；*二级采用桶式22″+飞旋式36″组合扩孔器进行扩孔；*三级采用桶式32″+飞旋式48″组合扩孔器进行扩孔；*四级采用桶式42″+飞旋式54″组合扩孔器进行扩孔。采用50″桶式扩孔器进行洗孔。

（4）管道回拖。在“猫背”后方开挖发送沟，以注水方式确保“猫背”后方管径1016?mm的管线全部漂起，减小管线回拖阻力。管线回拖前开挖洞口，放出一个约8°的斜坡，保证管线没有夹角，能够平稳入洞。

（5）实际应用效果。通过现场实施，如泰运河段工程提前1个月完成回拖，不仅避开了规划红线及北侧阀室占地的影响，还减少了临时用地及永久用地的征地及拆迁费用，为公司节约投资约600万元。该工程还为后续管道施工提供了借鉴，在南通地区已进行多次应用且顺利完成回拖。

3 结语

如泰运河定向钻穿越工程打破了以往的设计思路，在大管径定向钻穿越设计中增加水平转角，通过控向技术钻出符合曲率半径要求的带水平转角的导向孔，从而为后续的扩孔、管道回拖奠定了基础。该技术在经济发达、管道路由限位严重的地区有广泛的应用前景。