大型水平定向钻穿越施工组织设计 - 图文(5)

********************穿越工程 施工组织设计

入土侧钻具的连接方式如下：

**钻机 → 65/ 8\钻杆 →泥浆分流器 →5 .5\钻杆→ 无磁钻铤 →无磁短节 → 泥浆马达→牙轮钻头

出土侧钻具的连接方式如下：

**钻机 →5 .5\钻杆 →泥浆分流器 →5 .5\钻杆→ 无磁钻铤 →无磁短节 → 泥浆马达→牙轮钻头

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导向孔钻进示意图

泥浆马达选用5LZ172型螺杆钻具，性能参数见下表：

马达流量范围钻具型号 (L/min) 5LZ172C 94～1894 (MPa) 4.0 (N.m) 5200 (N.m) 7345 (kN) 100 (kW) 126 马达压降额定扭矩最大扭矩钻 压 功 率 控向对穿越精度及工程成功至关重要，并直接关联到主管穿越。开钻前仔细分析地质资料，确定控向方案，控向与司钻重视每一个环节，认真分析各项参数，互相配合钻出符合要求的导向孔，钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况，达到出土准确，成孔良好。

出、入土点导向孔钻至水平段后，停止钻进，准备安装导向孔套管。 1.8.1.2 钻头跟踪测量

。

系统主要原理

DX-I型导向系统探测器安装有三轴微磁强计和三种重力加速度计，地面计算机通过这些传感器的数据计算出钻头的方位角和倾角，然后根据每一根钻杆的数据累计计算出钻进长度、钻头深度以及左右和上下的偏差。

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导向系统是依靠地磁场进行导向的，由于地磁场容易受到地面磁性物质（如河流上通过的船舶、高压线等）的干扰，导致控向出现偏差，针对这一问题的解决方法是采用在地面布设一个强磁场线圈或使用磁靶对钻头进行辅助定位，由于此次穿越对接位置在水面下，不宜铺设强磁场线圈，所以采用GPS钻头跟踪测量仪（磁靶定位结合GPS自动测量）在对接前对钻头进行精确定位（如下图所示），确保对穿精度。

GPS钻头跟踪测量仪最大测量深度60m，可置于水中，深度测量精度0.5m，GPS定位精度<2m。

GPS钻头跟踪测量仪工作原理：

根据出、入土点标定的GPS坐标,建立穿越中心线的GPS坐标系， GPS钻头跟踪测量仪发射磁信号，钻头探测器接收到信号后，由计算机计算出钻头相对穿越中心线的相对位置。

GPS钻头跟踪测量仪 出土点 穿越轨迹 穿越中心线 钻头位置 入土点 ********************穿越工程 施工组织设计

采用上述系统进控向，可在钻进过程中随时对钻头位置进行检测，而无需设置任何辅助设施。对环境影响小。 1.8.2在入土段安装导向孔套管

由于该工程穿越距离较长，钻杆的推力达上百吨，同时，浅层地质较疏松，容易造成钻杆弯曲，同时，出入土段导向孔的曲线段也容易使钻杆过度弯曲，造成导向孔钻进的推力加大和钻杆的失稳；

另外为保证泥浆返浆通畅，减小或避免大堤处跑冒浆的风险。所以本次穿越拟采用在入土段和入土弧线段套钻套管的方案，入土段套管安装至水平段，具体选用的材料、设备及施工方案如下： 套管参数

a．套管规格 Φ273 mm X12 mm 无缝钢管 b．套管材质 20CrMo

由于螺纹连接的石油套管接头处无法承受套钻过程中钻机给套管施加的扭矩，所以本工程我**选用优质低碳合金钢无缝钢管作为套钻套管。钢管之间采用焊接的方式连接，可满足本次施工需要。这一方法已在不同工程多种地质情况下使用过，是一种成熟的施工工艺。

1.8.2.1主要施工设备、机具

序号 1 2 3 4 5

名称 半自动焊机 外对口器 套管钻头 自锁式套管卡头 焊接施工平台 规格型号 NPS-500 DK-273 300 数量 2 1 1 1套 1组 ********************穿越工程 施工组织设计

1.8.2.2主要施工工艺

本项工程的导向孔套管的施工采用套钻套管的方案，首先钻导向孔至水平段，然后更换钻具，安装套管钻头，套进导向孔的钻杆，沿钻杆方向套钻套管，当一根套管钻到位置后，套管自锁卡头随钻机退回，再装卡套管到焊接平台上，由外对口器固定后开始焊接，两台半自动焊机同时工作，焊接时间约10~15分钟，焊接结束后，重复上次工序，继续套钻钻进，直到套钻到设计长度，然后卸下套管卡头，恢复导向孔的正常钻进工序。

钻机自锁式套管接头待焊套管外对口器已钻套管导向钻杆焊接平台小泥浆池

1.8.3钻头握手对接

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