穿越工程投资宝典

管道穿越使用水平定向钻井技术穿越河流和其他障碍物的施工方法已在世界范围内广泛使用。水平定向钻井承包商协会认为：在工程项目招标过程中，水平定向钻井承包商应尝试获取尽可能多的相关信息，以提供完整和具有竞争力的报价。

A.开发与使用

水平定向钻井技术早出现在1970年代。它是传统公路钻探和油田定向钻探技术的结合。它已成为一种流行的施工方法，可用于运输石油，天然气，石化产品，水，污水和其他材料。并建设各种电力电缆和光缆管道。它不仅用于穿越河流和水道，而且广泛用于高速公路，铁路，机场，海岸，岛屿，密集的建筑物，管道等。

B.技术局限性

定向钻井施工技术早应用于美国沿海地区的冲积层穿越，现在已经能够在复杂的地质条件下开始穿越施工，例如粗砂，卵石，冰ora和岩石地区。长的穿越已经达到6,000英尺，管道直径为18英寸。

C.优势

事实证明，水平定向钻穿越是对环境影响小的施工方法。该技术还可以为管道提供大的保护层，并相应地降低维护成本，同时不影响河流运输，缩短工期，被证明是目前最有效，成本低的穿越施工方法。

D.施工过程与技术

1.先导孔：先导孔是指在水平方向上以预定角度并沿着预定截面钻出的孔，包括直的斜线和大半径的弧。在钻导向孔时，承包商可以选择并使用较大直径的钻杆（即冲洗管）来屏蔽导向钻杆。冲洗管可以起到与导管相似的作用，并且还可以方便引出导向钻杆和更换钻头。导向孔的方向由位于钻头后端的钻杆中的控制器（称为弯曲外壳）控制。钻杆在钻孔过程中不会旋转。如果需要更改方向时将弯管壳定位在右侧，则钻削路径将沿着右侧的平滑曲线进行。钻孔曲线是通过放置在钻头后端的钻杆中的电子测向仪进行测量的，并将测量结果传输到地面接收器。这些数据经过处理和计算后，将以数字形式显示在显示屏上。电子设备该设备主要用于监测钻杆与地球磁场和倾角（地面钻头的三维坐标）之间的关系，并将测量数据与设计数据进行比较，以便确定钻头的实际位置与设计位置之间的偏差，并计算偏差。将值控制在允许范围内，并重复该循环，直到根据预定指南将钻头拔出到预定位置孔曲线。

2.预扩大：先导孔完成后，应将钻孔扩大到合适的直径，以方便完成管道的安装。此过程称为预扩大（扩大的数量由终孔的大小确定）。例如，如果要安装36英寸的管线，则钻孔必须扩展到48英寸或更大。通常，铰刀连接到钻头另一排上的钻杆，然后将钻头旋转回导向孔以扩大导向孔。同时，将大量泥浆泵入钻孔中，以确保钻孔的完整性和故障性。塌陷并将切屑带回地面。

3.缩回管道：预膨胀完成后，可以将完成的管道拖入钻孔中。管道的预制应在钻机对面完成。铰刀的一端连接到钻杆，另一端通过旋转接头连接到成品管道。旋转接头可以防止成品管随铰刀一起旋转，以确保将其平稳地拖入孔中。后退由钻机完成。这个过程也需要大量的泥浆来配合。回退过程必须继续进行，直到铰刀和完工的管道从钻机侧面脱出为止。

2.场地布置与设计

管道穿越施工现场的两侧都需要重型设备。为了降低成本，通向两侧施工现场的道路应尽可能使用现有道路，以减少新道路的距离，或使用管道的施工通道。所有相关的道路使用权协议都应由所有者提供，现在在招标阶段讨论这些问题为时已晚。

B.工作场所

1.钻机的一侧-钻机的施工现场至少需要30M（100FT）宽和45M（150FT）长。面积是根据入口点计算得出的，入口点应位于指定区域内至少3M（10FT）。同时，由于钻机的许多设备或配件没有指定的存放位置，因此钻机侧面的施工现场可以是许多不规则的小块，由块组成，以节省地面空间，并且该场地应尽可能平坦，坚硬和清洁，以利于施工。由于交叉施工期间需要大量的淡水进行泥浆混合，因此施工现场应尽可能靠近水源或方便连接自来水管道的位置。

2.管道的一侧-为了方便预制的管道，管道的一侧必须有足够的施工现场长度，这也是一个关键考虑因素。场地的宽度应满足管道建设的需求（通常为12至18米）。同样在挖掘现场的侧面，需要30米（100英尺）宽，45米（150英尺）长的建筑工地。总长度取决于可放置的预制管道。 （站点的总长度通常是交叉管的长度加30米）。拖曳之前，应完成预制管道的安装，包括焊接，焊球通过和压力测试。在防腐等过程中，由于拖曳过程要连续进行，因此在拖曳过程中不能进行管道连接工作。如果此时进行管线连接，则可能导致地下洞塌陷，有可能导致整个工程施工失败。 。

C.施工现场调查

确定施工现场后，应对相应区域进行勘测，并绘制详细，准确的地质和地貌图。终构造的准确性取决于调查结果的准确性。

D.施工设计参数

1.要考虑的覆盖层厚度因素包括河流过河的流量特性，季节性洪水侵蚀的深度，河流未来的加宽和加深，现有管道和电缆的位置等。一旦确定了施工现场并完成地质调查后，还确定了穿越层的厚度。一般来说，覆盖层的厚度至少应为6米（20英尺）。以上仅适用于过河，对穿越其他障碍物会有额外的要求。

2.钻孔角度和曲率半径-在大多数交叉施工中，土壤进入角通常在8至12度之间选择。在大多数构造中，应先钻一条对角直线，然后再钻一条大半径曲线。该曲线的曲率半径由成品管道的弯曲特性决定，并随直径的增加而增加。钢管曲率半径的经验法则是100FT / IN（通常是管道直径的1000-1200倍）。倾斜的直线根据预定方向将导向孔曲线引导到设计深度，然后在该深度引导一条长的水平直线，然后到达向上的弯曲点，然后到达挖掘点。开挖角度应控制在5-12度之间，以方便完成的管道返回。

E.钻井施工

所有测向和控制工具都包括地下测量电子设备和地面接收设备，它们可以测量钻头的磁方位角（用于左/右控制）和倾斜角（上/下控制）以及钻头的穿透方向。

1.精度：交叉结构的精度在很大程度上取决于磁场的变化。例如，大型钢结构（桥梁，桩基，其他管道）和电力线会影响磁场读数。穿过挖掘点的导向孔的目标偏差值应控制在左右3米（10FT），长度在3米至10米（-10至30FT）之内。

2.成品图：一般来说，每次钻杆或在钻导向孔时每9米（30FT）应计算导向孔的测量和控制。承包商应将通过上述测量和计算完成的导向孔的施工图提供给业主。还有其他方法，例如陀螺仪，探地雷达和智能清管球进行定位。