CN113958265A - 输油管道长距离定向钻施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种输油管道长距离定向钻施工方法,包括以下步骤:步骤一、确定导向孔的钻孔路线;步骤二、将钻机放置在导向孔的起始端,所述钻机具有导向钻杆和导向钻头,所述导向钻杆在电机的带动下实现自转,所述导向钻杆上都间隔设置多个数据控制点;步骤三、扩孔钻进,待钻孔结束,再利用扩孔器从导向孔的结束端开始,沿着导向孔直至到达起始端,进行扩孔操作;步骤四、管道回拖,在所述扩孔器扩孔到预设位置时,在所述扩孔器后端连接输油管道。本发明的施工方法节省征地费用,传统开挖回填的施工方法需要征地的面积较大,采用本发明的定向钻穿越的施工方法能够节省一部分的征地费用,也能最大程度的减少对环境的破坏。

Description

输油管道长距离定向钻施工方法
技术领域
本发明涉及输油管道施工方法领域。更具体地说,本发明涉及一种输油管道长距离定向钻施工方法。
背景技术
随着现代管理意识和环保意识的逐渐加强,工程施工导致的交通问题和环境问题已越来越受到人们的关注,管道施工领域,经常采用传统开挖回填方法,但是这种施工方法需要征地的面积较较大,而且需要全面开挖,这都会造成很多植被及野生动物受法律被破坏。
发明内容
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种输油管道长距离定向钻施工方法,包括以下步骤:
步骤一、确定导向孔的钻孔路线;
进行地下勘察和地表勘察,根据探测数据,确定导向孔的钻孔路线;
步骤二、导向孔钻进
确定待钻的导向孔位于地面的两端所在位置,分别为起始端和结束端,将钻机放置在导向孔的起始端,所述钻机具有导向钻杆和导向钻头,所述导向钻杆一端连接于电机的输出端,所述导向钻杆在电机的带动下实现自转,所述导向钻头另一端连接导向钻杆另一端连接于所述导向钻头,所述导向钻杆上都间隔设置多个数据控制点,随着导向钻杆的前行,导向钻头将进行钻孔操作,直至走完全部的钻孔路线,得到导向孔,
在每个数据控制点检测钻进的倾斜角、方位角以及左右偏移量,将每个数据控制点测到的数据与预设数据进行比较,若二者差值超过预设范围,则停止钻进,调整钻杆方向,直至二者差值在预设范围之内;
步骤三、扩孔钻进
待钻孔结束,再利用扩孔器从导向孔的结束端开始,沿着导向孔直至到达起始端,进行扩孔操作,扩孔过程中,扩孔速度控制在450mm/min以内;
步骤四、管道回拖
在所述扩孔器扩孔到预设位置时,在所述扩孔器后端连接输油管道,随着所述扩孔器沿所述导向孔内前行扩孔,所述输油管道将随着扩孔器的前行而前行,直至所述输油管道贯穿铺满整个导向孔。
进一步的,所述输油管道的外层具有一层防腐层,在管道回拖过程中,查看输油管道露出土面的部分的防腐层情况,
如果发现防腐层被划伤,立即停止回拖,对防腐层进行修补处理,待防腐层修补完整,再进行后续的回拖操作。
进一步的,所述导向孔包括中间的水平段和两侧的倾斜段,所述倾斜段一端连通于所述水平段,另一端连通于地表。
进一步的,所述步骤三的扩口钻进,为多次扩孔,每一次扩孔都是从导向孔的结束端开始,沿着导向孔直至到达起始端,进行扩孔操作,且后一次扩孔所采用的扩孔器的尺寸大于前一次扩孔所采用的扩孔器的尺寸,相邻两个扩孔所采用扩孔器的尺寸相隔不超过20cm。
进一步的,所述步骤四中,所述在所述扩孔器扩孔到预设位置时,在所述扩孔器后端连接输油管道,为在最后一次扩孔过程中,在所述扩孔器扩孔到预设位置时,在所述扩孔器后端连接输油管道,且最后一次扩孔器的可达到的扩孔尺寸与输油管道的外径相适配。
进一步的,所述步骤二中,若二者差值超过预设范围,则停止钻进,调整钻杆方向,具体为,若二者差值超过预设范围最大值的1.5倍,则将钻杆后退1.2-1.5m,再调整钻杆方向;二者差值不超过预设范围最大值的1.5倍,则将钻杆后退70-90cm。
进一步的,在最后一次扩孔过程中,边扩孔边向孔道内壁涂覆护壁泥浆。
进一步的,所述泥浆由质量比6-8:0.5-1.0:0.008:0.012:0.013-0.017的水、膨润土、外掺料、聚合氯化铝以及碳酸钠制成。
进一步的,所述导向孔的长度超过80m时,输油管道的壁厚不低于2.0cm。
进一步的,所述钻头在钻进过程中,正向钻和反向钻交替进行。
本发明至少包括以下有益效果:
1、节省征地费用,传统开挖回填的施工方法需要征地的面积较大,采用本发明的定向钻穿越的施工方法能够节省一部分的征地费用,也能最大程度的减少对环境的破坏。
2、节省机械费用,采用定向钻的施工方法不需要全面的开挖,省去大部分的机械费用。
3、节省人工费用,采用定向钻的施工方法只需要在入土点和出土点安排施工,减少了作业面,增加了施工效率。
4、节省安全措施费用,采用定向钻的施工方法不需要全面开挖,不需要做基坑边坡支护。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明中输油管道长距离定向钻施工方法的施工步骤;
图2为本发明中泥浆注入管和纵向管道的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是,在本发明的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。
如图1-2所示,本发明的一种输油管道长距离定向钻施工方法,包括以下步骤:
步骤一、确定导向孔的钻孔路线;
进行地下勘察和地表勘察,根据探测数据,确定导向孔的钻孔路线;所述导向孔包括中间的水平段和两侧的倾斜段,所述倾斜段一端连通于所述水平段,另一端连通于地表。
步骤二、导向孔钻进
确定待钻的导向孔位于地面的两端所在位置,分别为起始端和结束端,将钻机放置在导向孔的起始端,所述钻机具有导向钻杆和导向钻头,所述导向钻杆一端连接于电机的输出端,所述导向钻杆在电机的带动下实现自转,所述导向钻头另一端连接导向钻杆另一端连接于所述导向钻头,所述导向钻杆上都间隔设置多个数据控制点,随着导向钻杆的前行,导向钻头将进行钻孔操作,直至走完全部的钻孔路线,得到导向孔,
在每个数据控制点检测钻进的倾斜角、方位角以及左右偏移量,将每个数据控制点测到的数据与预设数据进行比较,若二者差值超过预设范围,则停止钻进,调整钻杆方向,直至二者差值在预设范围之内;
步骤三、扩孔钻进
待钻孔结束,再利用扩孔器从导向孔的结束端开始,沿着导向孔直至到达起始端,进行扩孔操作,扩孔过程中,扩孔速度控制在450mm/min以内;
所述步骤三的扩口钻进,为多次扩孔,每一次扩孔都是从导向孔的结束端开始,沿着导向孔直至到达起始端,进行扩孔操作,且后一次扩孔所采用的扩孔器的尺寸大于前一次扩孔所采用的扩孔器的尺寸,相邻两个扩孔所采用扩孔器的尺寸相隔不超过20cm。这样多次扩孔,而且每次扩孔尺寸逐步扩大,可以避免一次性钻孔到最大尺寸,造成导向孔坍塌的问题,
步骤四、管道回拖
在所述扩孔器扩孔到预设位置时,在所述扩孔器后端连接输油管道,随着所述扩孔器沿所述导向孔内前行扩孔,所述输油管道将随着扩孔器的前行而前行,直至所述输油管道贯穿铺满整个导向孔。
所述在所述扩孔器扩孔到预设位置时,在所述扩孔器后端连接输油管道,为在最后一次扩孔过程中,在所述扩孔器扩孔到预设位置时,在所述扩孔器后端连接输油管道,且最后一次扩孔器的可达到的扩孔尺寸与输油管道的外径相适配。
采用上述实施方案中的定向钻施工方法,能够节省一部分的征地费用,也能最大程度的减少对环境的破坏。节省机械费用,采用定向钻的施工方法不需要全面的开挖,省去大部分的机械费用。节省人工费用,采用定向钻的施工方法只需要在入土点和出土点安排施工,减少了作业面,增加了施工效率。节省安全措施费用,采用定向钻的施工方法不需要全面开挖,不需要做基坑边坡支护。
所述输油管道的外层具有一层防腐层,在管道回拖过程中,查看输油管道露出土面的部分的防腐层情况,
如果发现防腐层被划伤,立即停止回拖,对防腐层进行修补处理,待防腐层修补完整,再进行后续的回拖操作,避免防腐层被破坏而导致输油管道的使用寿命大大降低。
进一步的,所述步骤四中,进一步的,所述步骤二中,若二者差值超过预设范围,则停止钻进,调整钻杆方向,具体为,若二者差值超过预设范围最大值的1.5倍,证明钻进偏差较大,预设钻进方向与实际钻进方向偏差较大,二者重叠的部位土层较厚,需要更大的钻进力度,此时可以采用后退较多的方式,来换取较大的钻进力度,此时,则将钻杆后退1.2-1.5m,再调整钻杆方向;二者差值不超过预设范围最大值的1.5倍,则将钻杆后退70-90cm。
进一步的,在最后一次扩孔过程中,边扩孔边向孔道内壁涂覆护壁泥浆,对孔道的内壁进行保护支撑,避免出现坍塌情况。所述泥浆由质量比6-8:0.5-1.0:0.008:0.012:0.013-0.017的水、膨润土、外掺料、聚合氯化铝以及碳酸钠制成,将所有的原料进行混合搅拌即可,本泥浆的护壁效果好,砂层内不塌孔;黏度合适,泥浆均匀,前后黏度比例一致;
进一步的,所述导向孔的长度超过80m时,输油管道所承受的外部压力更大,其对壁厚的承压能力的要求也就越高,通常,此时壁厚不低于2.0cm。
进一步的,所述钻头在钻进过程中,正向钻和反向钻交替进行,钻进效果更好。
在最后一次扩孔过程中,边扩孔边向孔道内壁涂覆护壁泥浆,但是由于该过程中,扩孔过程和输油管道的安装铺设过程是同步进行的,不便采用常规的先扩孔,待扩孔完毕之后,再涂覆泥浆的操作,为了解决这一问题,本发明的一实施方式采取了以下方法,具体为:在输油管道外部设置一圈泥浆注入管11,其环向套设在所述输油管道的外部,且所述泥浆注入管11外部还设置一圈刷毛,所述泥浆注入管11上间隔分布有若干出浆孔,且所述环向管道连接若干纵向管道12,所述纵向管道12分别连接于外界的护壁泥浆罐,
在管输泵的驱动下,护壁泥浆逐步被依次泵入纵向管道、泥浆注入管内,随着输油管道的前行,护壁泥浆被逐步泵入,且经由出浆孔挤出,再经由刷毛被涂刷在孔道的内壁上,且在该过程中,在泥浆固化之前,输油管道本身会起到一定程度的支撑作用,避免孔洞坍塌,待泥浆固化之后,就可以对孔洞起到很好的保护支撑作用。边行走边涂覆泥浆,施工效率也得到了很大的提高。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种输油管道长距离定向钻施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、确定导向孔的钻孔路线
进行地下勘察和地表勘察,根据探测数据,确定导向孔的钻孔路线;
步骤二、导向孔钻进
确定待钻的导向孔位于地面的两端所在位置,分别为起始端和结束端,将钻机放置在导向孔的起始端,所述钻机具有导向钻杆和导向钻头,所述导向钻杆一端连接于电机的输出端,所述导向钻杆在电机的带动下实现自转,所述导向钻头另一端连接导向钻杆另一端连接于所述导向钻头,所述导向钻杆上都间隔设置多个数据控制点,随着导向钻杆的前行,导向钻头将进行钻孔操作,直至走完全部的钻孔路线,得到导向孔,
在每个数据控制点检测钻进的倾斜角、方位角以及左右偏移量,将每个数据控制点测到的数据与预设数据进行比较,若二者差值超过预设范围,则停止钻进,调整钻杆方向,直至二者差值在预设范围之内;
步骤三、扩孔钻进
待钻孔结束,再利用扩孔器从导向孔的结束端开始,沿着导向孔直至到达起始端,进行扩孔操作,扩孔过程中,扩孔速度控制在450mm/min以内;
步骤四、管道回拖
在所述扩孔器扩孔到预设位置时,在所述扩孔器后端连接输油管道,随着所述扩孔器沿所述导向孔内前行扩孔,所述输油管道将随着扩孔器的前行而前行,直至所述输油管道贯穿铺满整个导向孔。
2.根据权利要求1所述的输油管道长距离定向钻施工方法,其特征在于,所述输油管道的外层具有一层防腐层,在管道回拖过程中,查看输油管道露出土面的部分的防腐层情况,
如果发现防腐层被划伤,立即停止回拖,对防腐层进行修补处理,待防腐层修补完整,再进行后续的回拖操作。
3.根据权利要求1所述的输油管道长距离定向钻施工方法,其特征在于,所述导向孔包括中间的水平段和两侧的倾斜段,所述倾斜段一端连通于所述水平段,另一端连通于地表。
4.根据权利要求1所述的输油管道长距离定向钻施工方法,其特征在于,所述步骤三的扩口钻进,为多次扩孔,每一次扩孔都是从导向孔的结束端开始,沿着导向孔直至到达起始端,进行扩孔操作,且后一次扩孔所采用的扩孔器的尺寸大于前一次扩孔所采用的扩孔器的尺寸,相邻两个扩孔所采用扩孔器的尺寸相隔不超过20cm。
5.根据权利要求4所述的输油管道长距离定向钻施工方法,其特征在于,所述步骤四中,所述在所述扩孔器扩孔到预设位置时,在所述扩孔器后端连接输油管道,为在最后一次扩孔过程中,在所述扩孔器扩孔到预设位置时,在所述扩孔器后端连接输油管道,且最后一次扩孔器的可达到的扩孔尺寸与输油管道的外径相适配。
6.根据权利要求1所述的输油管道长距离定向钻施工方法,其特征在于,所述步骤二中,若二者差值超过预设范围,则停止钻进,调整钻杆方向,具体为,若二者差值超过预设范围最大值的1.5倍,则将钻杆后退1.2-1.5m,再调整钻杆方向;二者差值不超过预设范围最大值的1.5倍,则将钻杆后退70-90cm。
7.根据权利要求1所述的输油管道长距离定向钻施工方法,其特征在于,在最后一次扩孔过程中,边扩孔边向孔道内壁涂覆护壁泥浆。
8.根据权利要求7所述的输油管道长距离定向钻施工方法,其特征在于,所述泥浆由质量比6-8:0.5-1.0:0.008:0.012:0.013-0.017的水、膨润土、外掺料、聚合氯化铝以及碳酸钠制成。
9.根据权利要求7所述的输油管道长距离定向钻施工方法,其特征在于,所述导向孔的长度超过80m时,输油管道的壁厚不低于2.0cm。
10.根据权利要求7所述的输油管道长距离定向钻施工方法,其特征在于,所述钻头在钻进过程中,正向钻和反向钻交替进行。
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