大型水平定向钻穿越施工组织设计

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1、精品范文模板 可修改删除撰写人：_日 期：_*二期管网*工程*定向钻穿越工程施工组织设计 编制：审核：批准： 限* *定向钻穿越项目部年 月 日目 录施工组织设计摘要4第一章 工程概况61 编制依据62 工程概况7第二章 施工部署111 项目组织机构图112 项目部主要领导岗位及部门责任113 施工任务划分134 施工人员145 施工暂设146 通讯保障15第三章 工程施工方案161 管线定向钻穿越施工方案162 施工作业带清理433 防腐管运输434 布管445 管道组对456 焊接和外观检查467 防腐补口、补伤498 管道清管、测径529 管道试压5410 下沟5511 三桩埋设5612

2、 阴极保护工程5613 地貌恢复57第四章 施工准备工作581 施工准备时间582 施工技术准备583 物资准备584 施工人员、设备准备595 施工现场606 管理文件及资料617 施工准备工作计划61第五章 施工总进度计划631 项目施工进度计划编制方法632 项目施工进度计划编制原则633 工程总工期施工计划634 项目详细的工作进度计划64第六章 各项资源需要量计划651 施工队工种构成表652 施工设备65第七章 质量保证体系、措施和HSE管理体系及措施651 质量保证体系652 HSE管理措施80第八章 工期保证措施1031 计划控制1032 合同控制1043 现场控制1054 施

3、工调度控制105第九章 雨季汛期、台风施工措施1051 雨季汛期、台风施工措施1052 雨季焊接作业1063 雨季防腐作业1074 施工用料的保管107第十章 材料、设备的接、保、检、运措施1071 工作接口1072 业主提供材料、设备的接、保、检、运措施1073 自购材料管理1094 现场管理110第十一章 降低成本措施1101 实行目标成本控制1102 实行目标成本管理责任制度1103 认真落实考核奖惩制度111第十二章 信息及文控管理措施1121 信息管理1122 文件资料的管理1133 竣工资料114施工组织设计摘要施工组织设计第一章为工程概况。根据招标文件以及设计要求列出本合同项施工

4、组织设计的依据共有41条。工程概况包括工程名称、建设规模、建设地点、工程特点、开竣工日期、自然条件、地质条件、主要工程量、主要设备等。第二章为施工部署。明确施工管理机构，建立统一的工程施工指挥体系，成立以工程部副经理*为项目经理的定向钻穿越施工项目部，下设工程技术部、施工管理部、QHSE部、经营管理部、综合管理部。确定综合的或专业的施工机组，进行任务划分，计划安排三个施工作业机组，一个是定向钻穿越机组，负责定向钻穿越施工，一个是焊接机组，负责组焊等工作。一个是综合作业机组负责扫线、作业带清理、运布管、试压、电火花检漏、补口、补伤、阴极保护、套管施工、设备进进场等工作。第三章为工程施工方案。针对

5、该工程的具体特点，编制了施工技术方案。第四章为施工准备工作。包括技术准备、物资准备、施工人员及设备机具准备、现场准备、管理文件及资料准备及临时用地明细表。第五章为施工总进度计划。根据施工部署和施工方案，合理确定总施工工期和关键工序施工工期，采用P3软件编制施工进度计划。第六章为各项资源需要量计划。包括劳动力需要计划；主要材料、设备、材料需要计划；主要施工机具进场计划；主要施工机械一览表。第七章为质量保证体系、措施和HSE管理体系及措施。在质量保证措施中阐明了我*的质量方针、质量目标。成立质量控制机构、明确质量责任、质量检测及控制程序、质量体系要素、质量监督检查、加强现场文明施工控制以及创国家优

6、质工程措施。在HSE管理措施中明确我*对HSE的承诺，HSE方针、目标，管理机构、HSE责任，施工人员健康保证措施，主要工种及重点工程施工安全措施，环境保护措施，水土保持措施。第八章为工期保证措施。包括计划控制、合同控制、现场控制、施工进度控制。第九章为雨季汛期、台风施工措施。包括针对雨季汛期、台风施工时钻机场地、管线场地的平整、排水，焊接的防雨措施，施工用料的保管等一系列的措施。第十章为材料、设备的接、保、检、运措施。编制了穿越施工材料、设备接、保、检、运措施以及管线施工材料、设备接、保、检、运措施。第十一章为降低成本措施。采用先进的施工工艺降低成本，制定节约三大材的措施。第十二章为信息及文

7、控管理措施。确保各方面信息畅通。对所有外来文件以及内部文件进行科学管理，统一发放，规范管理。 第一章 工程概况1 编制依据1.1 *二期工程*定向钻穿越施工图纸。1.2 输气管道工程设计规范GB50251-20031.3 油气输送管道穿越工程设计规范GB50423-20071.4 石油天然气防火设计规范GB50183-20041.5 输油（气）埋地钢质管道抗震设计规范SY/T0450-20041.6 石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第2部分：B级钢管GB/T9711.2-19991.7 管道干线标记设置技术规定SY/T6064-941.12 管道下向焊接工艺规程SY/T4071-931.1

8、3 石油地面工程设计文件编制规程SY0009-20041.14 石油天然气工程制图标准SY/T0003-20031.15 油气长输管道工程施工及验收规范GB50369-20141.16 油气输送管道穿越工程施工规范GB50424-20071.17 输油输气管道线路工程施工及验收规范SY0401-19981.18 石油和天然气管道穿越工程施工及验收规范SY/T4079-19951.19 石油天然气金属管道焊接工艺评定SY/T0452-20121.20 油气输送用钢制弯管SY/T5257-20041.21 长输管道线路敷设流水作业施工工艺SY/T4062-19931.22 钢制管道焊接及验收SY/

9、T4103-20061.23 石油天然气钢制管道无损检测SY/T4109-20131.24 埋地钢质管道阴极保护技术规范GB/T21448-20081.25 埋地钢质管道阴极保护参数测量方法GB/T21248-20081.26 钢质管道外腐蚀控制规范GB/21447-20081.27 阴极保护管道的电绝缘标准SY/T0086-20031.28 埋地钢质管道外壁有机防腐层技术规范SY/T0061-20041.29 钢管防腐层厚度的无损测量方法SY/T0066-1999 1.30 长输管道阴极保护工程施工及验收规范SYJ40061.31 管道防腐层检漏试验方法标准SY/T0063-19991.32

10、 管道防腐层补口绝缘密封性试验方法标准SY/T0074-19931.33 埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准SY/T0413-20021.34 涂装前钢材表面预处理规范SY/T0407-20121.35 石油天然气建设工程施工质量验收规范 输油输气管道线路工程SY 4208-20081.36 石油天然气建设工程施工质量验收规范 管道穿跨越工程SY 4207-20071.37 管道防腐层检漏试验方法标准SY/T0063-19991.38 施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-20051.39 中海石油气电集团天然气管网及LNG接收站数字化标准体系1.40 1：500，1：1000，1：2000地

11、形图数字化规范GB/T17160-20081.41 天然气管道试运投产规范SY/T6233-20021.42 其它相关规范2 工程概况2.1 工程名称、建设规模、建设地点、工程特点*穿越位于*之间，管道采用定向钻方式穿越*上的鱼塘至*北端，然后以*北端为本工程定向钻入土点，采用定向钻方式，向北穿越*，进入*经济开发区境内，在*岛南尾出土。管线穿越两岸桩号为*之间。定向钻穿越管道直径为*mm，材质为L485 LSAW钢管（加强级3层PE防腐），定向钻穿越入土点到出土点水平长度m，管道实m。根据地质勘探报告分析，穿越断面地层岩性主要为粉砂和淤泥。2.2 工程地质情况素填土：灰黄色、杂色，松散，湿。

12、为人工堆填而成。成分以粘性土为主，含少量碎石。本层主要分布于本线路起始段及鱼塘田埂上。 砂夹淤泥淤泥夹砂层，本层为本场地主要土层，厚度大。根据其颗粒组成及力学强度不同细分为以下4个亚层： -1中砂(夹淤泥)：浅灰黄色，松散，饱和。成分以石英质中砂为主，不均匀含有少量淤泥。本层主要分布于河道地段，为新近冲积堆积。 -2淤泥夹砂：深灰色，流塑，饱和。富含腐殖质，具粘性。切面粗糙，稍有光泽，干强度低，韧性低，摇震反应中等。部分地段为粉砂夹淤泥，但总体仍以淤泥为主。本层在整个场地均有分布。 -3粉砂夹淤泥：深灰色，松散，饱和。成分以石英砂为主，不均匀夹有大量淤泥，粘性土含量约占30%。本层在整个场地均

13、有分布，为本次穿越段主要土体，分布范围广，分布厚度大。在CK2、CK3中部，本层所夹淤泥层较厚，其分布深度为18.222.8m，该层编号为-3夹。 -4中砂(含砾)：灰色，中密，饱和。成分以石英质中砂为主，含砾约20%，含粘性土约10%。本层仅在CK24孔有分布。 淤泥质土夹砂：深灰，流塑，饱和。含腐殖质,略具臭味.粘性强，捻面光滑，有光泽，干强度及韧性为中等，摇震反应慢。堆积年代较久远，固结较好，部分已相变为淤积粉质粘土。本层在大部分孔段均有分布，埋深较大。 中砂：灰黄色，中密，饱和。冲积成因，成分以石英质中砂为主，含粘性土约10%。 强风化花岗岩：灰黄,稍硬。为花岗岩强风化产物,原岩结构清

14、晰,岩芯呈碎块状,手折可断。本层仅Ck24孔有见。 中风化花岗岩：灰白,坚硬。花岗结构,块状构造。为坚硬岩,岩体较完整,岩体基本质量等级为II级。岩芯呈短柱状。本层仅CK24孔有见。2.3主要工程量名称规格mm管材起止桩号穿越长度起点里程km+m终点里程km+m水平长度m实际长度m*穿越*15.9L485 LSAW*K0+000K2+388.6* *2.4 主要设备一览表序号名称规格型号数量生产厂家出厂日期自编号一穿越设备1定向钻机*1台*2011年2定向钻机*1台*2012年3旋转接头*1个*2009年4无磁钻铤7”2根山西风雷20085泥浆马达5LZ1722根*20126分流器5.56*2

15、0127加厚钻杆5.53000m上海宝钢2012年8钻杆*1000m上海宝钢2010年9扩孔器400、600、750、900、1050、11201050、12002套*2011年10导向系统DX-2套*2006年11磁靶定位系统CB-2套*2011年12泥浆泵MP-25002套*2008年13泥浆泵MP-10002套*2008年14泥浆罐MMP-202个*2006年15泥浆罐MMP-202个*2006年16泥浆处理器ZX-2002台*2010年17推管机*-*1台*2010年19牙轮钻头4个天津立林2014二工程车辆1吊车XZJ5162JQZ161台徐州工程2008年2半挂豪沃1台中国重汽20

16、10年3工程指挥车越野车1辆一汽丰田2004年4客货两用车福田1台北京福田2007年三工程机械1日立挖掘机ZX-2001台合肥日立2008年2日立挖掘机ZX-2001台合肥日立2010年四焊接及辅助设备1发电机120kw1台上海2009年2发电机120kw1台上海2010年3沉箱3*2*1.5米1个*2008年4半自动送丝机XG-90 LN1台四川熊谷20145半自动送丝机XG-90 LN1台四川熊谷20146半自动送丝机XG-90 LN1台四川熊谷20147半自动送丝机XG-90 LN1台四川熊谷20148熊谷焊机MPS-5001台四川熊谷20149熊谷焊机MPS-5001台四川熊谷2014

17、10外对口器8131台自制200811环形切割坡口机HP-813，电动1台管道机械厂200612环形加热器混合燃气式1台自制201013焊条烘干箱ZYH-601台青岛200614温湿度仪WHM5型1个上海201015风速仪GM89081个上海2014五防腐设备1红外线测温仪MT4U1上海20062锚纹测深仪1个哈尔滨20083焊接检验尺1个上海20144管形拉力计300N（配手虎钳）1台上海20105电火花检漏仪DJ-6B（0.2kv6kv 5kv30kv）1台上海20106电动试压泵SY3501台郑州20067喷砂设备1套8预热设备2套六试压及清管通球设备1空压机组LG-2.3/1.31台浙

18、江20102三柱高压注水泵3DYQ1000/25型1台四川20063压力天平DW151套上海20104压力图表记录仪XJGA-4200，1台上海20085温度记录议XJGA-4200 双笔1台上海20066流量计FME系列1台苏州20067收、发球筒1套自制20108机械清管器*1个自制20129泡沫清管器*8个自制2012七测量检测设备1经纬仪经型1台北京2002年2全站仪OTS232X1台江苏2010年3泥浆粘度计JND-1006型1台河北沧州2007年4泥浆比重计ANB-11台上海2005年5马氏漏斗2台上海2005年第二章 施工部署项目经理: 技术负责人： 1 项目组织机构图QHSE部

19、施工管理部综合管理部经营管理部工程技术部综合作业机组焊接作业机组定向钻穿越机组2 项目部主要领导岗位及部门责任2.1 项目经理2.1.1全面负责组织工程的实施，对工程的质量、进度和HSE负领导责任。2.1.2组织编制项目施工实施计划，确保按期完工。2.1.3组织对全体施工人员进行质量及HSE培训。2.1.4组织制定项目经济责任制及其它制度，并确保其实施。2.1.5组织调动各施工单位的人员、设备，解决施工中的重大问题。2.1.6组织协调与业主、监理、地方及其它施工单位的关系。2.2 技术负责人2.2.1对技术、质量进行专业管理。2.2.2参与项目重大问题的讨论与决策。2.2.3组织对施工人员进行

20、技术和质量培训。2.2.4组织编制项目施工实施计划、质量管理计划，制定各专业管理制度，并组织实施、检查和调整。2.2.5组织处理解决现场技术、质量问题。2.2.6组织项目技术、质量检查。2.2.7组织整理、编制各项竣工资料，参与组织竣工验交。2.3 施工管理部2.3.1参与组织有关施工准备工作，包括：组织设备维修，组织营地建设和人员、设备调迁。2.3.2办理各种施工许可证。2.3.3组织协调施工，合理调配施工力量，解决现场施工问题。2.3.4采用 P3项目管理软件对整个项目的进度进行控制。2.3.5编写施工计划，搞好计划管理，使工程按预定进度计划实施，防止工程拖延。2.3.6处理对外征地协调事

21、宜，搞好与业主、监理及地方政府的关系。2.4 工程技术部2.4.1组织内部图纸会审和技术交底，编制施工组织设计和施工技术措施。2.4.2办理设计变更，处理现场技术问题，参与质量、安全事故的分析与处理。2.4.3检查、监督所属施工单位的原始技术资料填写及现场签证情况。2.4.4组织工程检查、验交，参与组织保投产工作，整理、汇编竣工资料。2.5 QHSE部2.5.1编写项目质量手册、质量计划和质量程序文件，确定项目质量方针、组织结构、管理职责、合同评审等全部质量体系要素的控制原则。2.5.2对整个施工过程进行质量控制，定时对各营地、各机组进行质量体系审核； 建立健全严格的质量奖惩制度。2.5.3参

22、与组织对施工人员进行的质量培训，定期组织各机组召开质量会议，解决施工中出现的有关质量问题。2.5.4收集质量信息，为解决施工中的质量问题、提高工程施工质量提供可靠保障。2.6.5建立HSE管理网络，编写有针对性且实用的项目HSE体系文件。2.5.6全面负责整个项目的HSE培训、审核和监督检查。2.5.7制订并实施工程应急反应计划，对项目交通安全进行严格管理。2.5.8针对沿线的生态环境及文物古迹特点，编写环境评估报告，并提出相应的风险削减措施。2.5.9组织编制项目HSE管理计划及保证措施，制定专业管理制度，并组织实施、检查和调整。 2.6 经营管理部2.6.1制订项目经济责任制，并负责具体实

23、施。2.6.2负责工程的预决算编制及管理，负责项目签证、索赔工作。2.6.3负责整个项目费用的控制。2.6.4按*劳动工资管理规定进行日常劳资管理，并做好人员培训和资质管理。2.6.5负责合同的起草、签订及管理工作。2.6.6编制项目物资管理计划，并负责具体实施。2.6.7制定项目目标成本控制计划，并负责具体实施。2.6.8组织经济活动分析，并提出改进措施。 2.7 综合管理部2.7.1负责整个项目部的文件控制和信息管理工作。2.7.2组织安排项目部各种会议。2.7.3负责项目部的党、政、工、团及宣传报道工作。2.7.4负责竣工资料中声像资料的整理与归档。2.7.5负责项目部机关的后勤管理工作

24、。3 施工任务划分根据自然环境因素及我*的施工能力，确定成立3个施工机组，即1个焊接作业机组、1个定向钻穿越机组及1个综合作业机组进行施工。焊接作业机组负责穿越管段焊接及连头；定向钻穿越机组负责定向钻穿越施工；综合作业机组负责扫线、布管、试压、补口、补伤、设备进场。具体任务如下：序 号单 位人 数施 工 主 要 任 务1项 目 部8总体协调，管理施工，对工程质量、安全、进度、环保等负全面责任，负责对业主、监理及地方政府等部门的联系工作。2焊接作业机组15负责组焊、焊口返修等工作。3定向钻穿越机组35定向钻穿越施工。4综合作业机组23负责扫线、作业带清理、运布管、试压、电火花检漏、补口、补伤、阴

25、极保护、套管施工、设备进出场等工作。4 施工人员各机组人员组成如下：序号单 位 名 称人数工 种1焊接作业机组15技术质量1人、HSE1人、电焊工6人、火焊工1人、管工1人、电工1人、吊车操作手1人、普工2人、司机1人。2定向钻穿越机组35司钻2人、控向2人（兼管技术、质量及HSE）、司泵2人、火焊工1人、起重2人、电工2人、挖掘机操作手1人、普工20人、吊车司机2人、司机1人。3综合作业机组23技术质量及HSE1人、火焊工1人、喷砂工2人、防腐工2人、测量工2人、吊车司机1人、司机4人、推土机操作手1人、电工1人、修理工2人、普工6人。4合 计735 施工暂设5.1 施工暂设设置的一般要求：

26、5.1.1施工营地以就近选择为原则，各施工队可以就近租用现有的招待所，少量增建临时砖房作为食堂、库房。 施工项目部配装电话，施工现场的关键人员配备移动电话，保证通讯畅通。 尽可能依托当地的现有设施，达到环保、省时、省力、节约、保证施工生产及后勤保障之目的。 各营地备有一定数量的房间及办公设施。5.2 施工暂设的设置方式为：根据实际情况可以租赁或临时搭建。5.3 施工暂设内容项目部驻地、施工驻地、停车(设备)场、消防设施、配电箱、应急发电设备。5.3.1 项目部驻地按照HSE管理体系的相关要求，驻地选择应考虑到与施工现场、外界联系方便，交通方便等因素，其包括：办公室、会议室、宿舍、厨房、餐厅、洗

27、手间；项目部办公采取现代化办公的形式，办公室的设施包括：微机(能接发电子邮件)、传真机、电话、复印机等。项目部按照8人考虑施工暂设，其中四人间宿舍两个，办公室、会议室、洗手间各一个。5.3.2 职工驻地按照HSE管理体系的相关要求，本着经济、适用的原则，能租赁的就不搭建，施工驻地设宿舍、厨房、餐厅、公共浴池、洗手间等。还要和当地医院联系好，职工生病或遇到紧急情况时能得到及时救治。后勤设专人负责管理食堂，食堂卫生、整洁。施工驻地的选择应考虑离施工现场的距离，同时考虑职工的休息环境，要进行一定的装修。5.3.3 仓库应满足施工的需要，包括大小、安全性、对所储物资性能的保护情况等，仓库设置在施工驻地

28、附近，便于施工物资的统一调度。5.3.4 停车(设备)场位置应考虑车辆的进出方便，同时场地要满足使用需要，不仅场地面积合适，而且要平整。5.3.5配电箱、应急发电设备、生活用储水罐、消防设施按照HSE的要求设置消防、发电设施及储水罐，发电设备及储水罐用于突然停电、停水的应急，保证临时用电、用水需要。 5.3.6 其他有关施工暂设按照实际情况进行。6 通讯保障为保证优质高速地完成该工程，必须强化通讯保障手段，以保证项目部与*总部、业主、监理、地方部门及各施工营地的通讯畅通无阻，使工程的各种情况能够及时上报，各种指令能迅速下达。我*已为此配置先进的计算机系统，能利用互联网、传真、电话把业主、监理、

29、项目部及*总部紧密地联系在一起。第三章 工程施工方案1 管线定向钻穿越施工方案穿越施工时首先进行施工现场进场道路及施工场地的修筑与平整，随后在出土端的施工作业带内进行穿越管道的预制施工（完成组对、焊接、防腐、试压等）。与此同时，将钻机、发电机组、控向系统、泥浆系统进行就位安装、连接调试。设备安装调试完成后立即进行穿越施工。穿越施工前将顶管机与钻机连接开始出、入土端钢套管的安装，套管安装采用“顶管法”。然后经过6次的预扩孔和1次清孔后，钻机牵引已预制完成的管线开始回拖，直至管线钻出地面后，穿越施工完工。1.1 定向钻穿越工艺流程1.2 设计交桩及测量放线施工前，与设计就穿越点位置进行仔细交桩，明

30、确管道的穿越位置及控制坐标。根据设计交桩与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线，确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。1.3 进场道路及施工场地平整从施工场地附近的塘边路修筑一条130m8m的施工便道进入土点施工现场，穿越入土点及修筑的施工便道均在鱼塘里，塘内需要进行抽水晾晒，并铺垫平整出50m60m的施工场地，在场地附近需要开挖一个40m40m2m的泥浆池。在出土点平整50m60m的施工场地，并开挖30m30m2m的泥浆池。1.4 地锚基础的安装入土点采用组合基础的方式来承受管道回拖时的最大回拖力，前面的基础采用钢管桩基础，共需打入16根钢管桩，使用槽钢及钢板，把钢管桩连接起来，使

31、其成为一个整体。在钢管桩基础拉后面埋设8个地锚。示意图如下：钢管桩钻机基础地锚坑穿越方向15m基础连接部部 出土点采用组合基础的方式来锚固钻机，基础采用沉箱做基础，沿沉箱周围共需打入4根钢管桩，并把钢管桩和沉箱焊接连接起来，使其成为一个整体。在沉箱基础拉前、后面各埋设2个地锚。1.5钻机选取及配套设备就位1.5.1施工过程中先将钻机就位在穿越中心线位置上，钻机就位完成后，进行系统连接、试运转，保证设备正常工作。1.5.2根据规范要求，钻机吨位选取应符合以下公式：F拉Lf-（D-）7.85+kDL式中：F拉计算的拉力，tL穿越管段的长度，mf摩擦系数， D管子的直径，m 管子的壁厚， m k粘滞

32、系数，0.010.03 式中：L=*m、f取最大值0.2，D=0.813，=0.0159，k取最大值0.02。 经计算得F拉*246.4吨，按规范要求，钻机宜选取F拉的1.5-3倍，因此*9800型钻机（回拖力=980T）满足规范要求。1.6测量控向参数按操作规程标定控向参数，为保证数据准确，在穿越轴线的不同位置测取，且每个位置至少测四次，进行对比，并做好记录，取其有效值的平均值作为控向Line Az值。1.7钻机试钻开钻前做好钻机、发电机、泥浆系统、控向系统等的安装和调试，等一切准备就绪，确定系统联合运转正常。然后开始试钻，钻杆和钻头吹扫完毕并连接后，严格按照设计图纸和施工验收规范进行试钻，

33、当钻进20米左右时（即钻头入土约两根钻杆）检查各部位运行情况，如各种参数正常即可正常钻进。 1.8 管道穿越施工方案本次主管道定向钻施工大体可分为3个阶段：钻导向孔；扩孔、洗孔、测孔、修孔；管道回拖。工艺流程见下图：管道回拖入土端导向孔钻进至稳定层入土端导向孔套管钻进安装入土端导向孔钻进跟踪测量导向孔完成六级扩孔、洗孔、测孔、修孔主管预制、试压管道下沟、发送*-*推管机安装 1.8.1 导向施工 1.8.1.1 钻导向孔钻导向孔时，由于大钻杆刚度大，适合长距离穿越，但是他的钻进阻力和旋转扭矩也较大，小钻杆虽然刚度小，钻进距离短，但在满足刚度要求的前提下钻进阻力小，旋转扭矩也小，所以采用不同规格

34、的钻杆组合钻进。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：钻具型号马达流量范围(L/min)马达压降(MPa)额定扭矩(N.m)最大扭矩(N.m)钻 压(kN)功 率(kW)5LZ172C9418944.052007345100126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

35、，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。 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

36、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：出土点入土点穿越中心线钻头位置GPS钻头跟踪测量仪穿越轨迹根据出、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。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

37、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 273 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

38、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。主要施工设备、机具序号名称规格型号数量1半自动焊机NPS-50022外对口器DK-27313套管钻头30014自锁式套管卡头 1套5焊接施工平台 1组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1015分钟，焊接结束后，重复上次工序，继续套钻钻进，

39、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。钻头握手对接由于此次工程穿越距离较长，地质相对比较松软，钻进阻力较大，导向孔对接后很难直接单端钻到出土点，另外地质的不连续很可能造成错孔，从而引起导向孔的错位，导至对接失败，所以在较软地层内长距离穿越，钻头必须握手对接连成一体，牵引到另一端出土,才能确保导向孔的穿越成功.因此在施工过程中，入土段采用采用5 1/2” 钻杆钻进长度为900600m然后接6 5/8”钻杆进行钻进，钻进长度为1000m，出土段采用5 1/2”钻杆进行主动对接钻进，钻进长度为600900m。当两钻头钻进至预定对接位置后，开启钻头对接系统（如下图），*钻机的

40、钻头中安装对接导向系统的信号发射装置，*钻机的钻头中安装对接导向系统的信号接收装置，通过对信号的处理，计算出两钻头的相对位置（如下图），再调整钻头的钻进方向，最后使两个钻头扣合在一起（如下图），由出土端钻头将入土端钻头牵引出土，完成长距离导向孔穿越。钻头定位对接系统导向孔对接示意图钻头握手对接穿越钻头对接后牵引出土1.8.4 双钻机扩孔所以根据本工程具体情况，采用双钻机同步扩孔，并使用动力扩孔器提高扩孔效率。扩孔时，采用双钻机扩孔，减少单侧钻杆使用扭矩，同时可避免卡钻，钻具连接方式：*9800型钻机”钻杆加重钻杆板式扩孔器加重钻杆” 钻杆*2000型钻机双钻机扩孔示意图根据穿越工程的实际情况，

41、在穿越距离超长的特定条件下，减小扩孔器的级差，增多扩孔次数，加快单次扩孔的速度。根据穿越工程的实际情况，在穿越距离超长的特定条件下，减小扩孔器的级差，增多扩孔次数，加快单次扩孔的速度，采取六次预扩孔及一次洗孔； 扩孔级数扩孔直径(mm)级差(mm)扩孔器型式1400200板式扩孔器2600200板式扩孔器3750150板式扩孔器4900150板式扩孔器51050150板式扩孔器6112070板式扩孔器 根据实际扩孔情况，每一次扩孔后都进行一次洗孔，如果在扩孔过程中发现有抱钻杆情况，适当增加洗孔次数。1.8.5测孔、俢孔扩孔完成后或在扩孔、洗孔过程中，在钻杆之间安装测孔器，可随时孔洞进行测量。若

42、孔的参数有不满足规范及回拖管线的角度要求，针对有问题的部位进行俢孔，做到有的放矢。测孔器由传感器、数据处理、存储和电池舱几个部分组成，可在施工的任何阶段对孔的参数（倾角、方位角）进行测量，探测器出土后与计算机进行数据通讯，由计算机分析测孔数据，对钻孔进行评定。由于地层软硬不均，扩孔过程中，扩孔器在软地层下切量大，在硬地层下切量小，容易出现台阶，当孔径扩至1120mm后，进行测孔作业，如果存在台阶孔的现象，采取修孔措施，保证回拖前孔的平滑。修孔器示意图如下： 修孔时，由一端的钻机驱动修孔切削头，另一端的钻机驱动管道扶正段，管道扶正段内安装有探测器，根据孔内的实际情况有针对性的进行修孔，并将修正后

43、的孔型的参数传至地面计算机，如果一次修正不能达到要求，可将切削头退至修正的起始位置，再次进行修孔，直到达到要求为止。1.8.6 管道回拖1.8.6.1 管道回拖一切准备就绪后，开始正式回拖，回拖时应尽量减少管线在孔内完全静止的时间。回拖时钻具连接方式：*型钻机 ”钻杆加重钻杆950回拖扩孔器旋转接头U形环工作管线（*-*型推管机）夯管锤（备用）。由于管径大、穿越距离长，回拖时，又可能发生塌孔或缩径等情况，作为施工方案的一部分，回拖前，在出土点场地安装*-*型推管机，如果回拖顺利，则不使用推管机，但推管机处于完全准备好的状态，一旦发生回拖阻力异常增大的情况，推管机马上可投入使用，进行助力回拖，确

44、保回拖安全。 1.8.6.2 回拖管的支撑和发送管线回拖前，根据管线挠度和转角计算公式并结合具体施工经验确定入洞前管线支撑的高度和位置，使管头的位置和角度与出土点和出土角度致。将推管机安装在管道入洞前的支撑点上，助力回拖。其余管线放入发送沟内发送，无法挖发送沟的地段采用滚轮和土堆支撑，管道出发送沟后以慢坡小角度爬上土堆，土堆高度随地形变化而适当调整，另由于该土堆将近全部的管道均要通过，故此将在土堆上铺垫土袋以增加承载力。土堆上部铺4-5层土工布，保证管道防腐层不被破坏。1) 在回拖作业时，增加泥浆润滑剂，使高润滑泥浆像薄膜一样附着于防腐层表面，减少回拖阻力。2) 回拖前后，准备好补口、补伤材料

45、和器具及电火花检漏仪，安排专人巡视管线。1.8.6.3确保管线回拖顺利的措施 确保导向孔平滑、顺畅、满足设计曲率半径的要求，并避免出现S弯。 最后一次扩孔（清孔）前对钻机等主要设备进行一次全面检查和维护保养，拖管前再进行系统检查，确保回拖过程中设备不出现问题。管线回拖采用发送沟的方式进行。发送沟采用挖掘机作业加人工修整，其尺寸为上口宽2.5m、下口宽2m、深1.5m；在挖发送沟时，发送沟轴线必须与穿越轴线在同一条直线上，并计算好管线进入孔洞的这一段发送沟的坡度，确保发送沟与穿越孔洞的圆滑平缓。及早做好拖管的各项准备工作，在各项工作准备好后，再进行最后一次扩孔（清孔），尽量压缩扩孔完成后和回拖前

46、的停工时间，减少风险，若停工时间超过24小时，需要再进行一次清孔后再回拖。调整好管道的入孔角度，与出土角保持一致，避免因管线弯曲造成应力过大而使回拖困难，根据施工实际情况，可将洞口沿轴线方向前挖20米左右，以达到降低支撑高度，管道入洞容易的目的。 通过调整泥浆性能，提高泥浆悬浮、携带、润滑、固孔、堵漏等功效。适当增加聚合物含量，提高泥浆的悬浮和固孔能力；加入泥浆流变剂，使泥浆在较高的粘度下保持良好的流动性，提高携带能力，降低粘滞力；加入润滑剂减小摩阻，对上部砂层起到良好的封闭作用。在回拖时进行连续作业，避免因停工造成卡钻。回拖前仔细检查旋转接头、连接头、扩孔器的连接，确定连接牢固方可回拖，回拖

47、时两岸要加强联系，协调配合将管线敷设到预定位置。1.8.7管线回拖防腐层保护措施 1.8.7.1由防腐作业人员配合管线回拖作业，在管道回拖前对管道防腐层做全面的电火花检查，对破损处进行及时补伤。在回拖过程中，随时检查管道防腐层与防腐套是否有破损。一旦发现防腐层遭到破坏，立即对破损处进行处理，并找出防腐层被破坏的原因，及时排除危害。1.8.7.2本工程采用管道发送沟回拖。开挖发送沟时要控制发送沟中心线与管道穿越轴线相重合，发送沟沟底纵断面曲线与管道自由弹性曲线半径一致。发送沟开挖完成后，要仔细检查发送沟内是否有塌方，沟底是否平整，发送沟内不得有石块、树根和其他坚硬物。1.8.7.3由于场地限制或

48、其他原因，在不能挖或不能全部挖发送沟的情况下，采取打土堆的方法将管道架离地面，让管道不直接接触地面，降低回拖管线与地面的接触面积，减少管道防腐层磨损机会。土垛人工装填土袋进行码砌（袋装土内无砖头石块等硬物），然后在土堆上面铺一层土工布，土工布上涂抹一层黄油，同时在回拖管道表面涂抹一层黄油减阻，土垛间隔45 m设置一个，土垛高度超过30cm，然后将管道放在土垛上。1.8.7.4在管道回拖之前，再次采用扩孔器对孔道进行回拖清理，目的是将孔内孔底沉积物清出孔内，同时对扩好的孔壁再次进行护壁加固润滑处理，保证管道的顺利回拖。1.8.7.5使用多台吊管机将管道放入发送沟，管线下沟时，注意不要让施工设备刮

49、碰到防腐层，并设专人指挥。下沟时吊点距离要符合设计要求，管道下沟采用大吨位尼龙吊带，防止与管道发生硬接触，损伤防腐层。1.8.7.6管道下沟后，向管沟内注入清水，使管线浮起，检查测量发送沟内水的深度，以确保管道底部与沟底接触摩擦而划伤防腐层。1.8.7.7大口径管道的刚性较大，开挖的入孔槽深度和长度要满足管道入洞时的曲率半径要求，入孔槽深度不小于4m，以保证管线顺利进入扩好的空洞中，并能防止划伤防腐层。1.8.7.8在出土点一侧，管道入孔前与地表面接触部分，表层土内不能夹有石块、硬物等，避免管道入孔时划伤防腐层。1.8.7.9回拖过程中，使用的泥浆必须符合规定的要求，并与穿越段地质条件相匹配，

50、保证孔内的光滑性；使用的泥浆量必须保证充满整个孔洞，尽量在回拖时使管道在孔洞内处于漂浮状态，减少管道在孔洞内与孔洞壁间的磨擦，防止在孔洞内管道防腐层被损伤。1.9 定向钻穿越泥浆方案1.9.1泥浆系统泥浆系统由泥浆搅拌罐、泥浆泵、泥浆反循环渣浆泵、泥浆沉砂池、泥浆回收处理系统几部分组成。泥浆工作循环示意图如下：各部分详细参数描述如下：1.9.1.1、 泥浆搅拌罐泥浆搅拌罐由罐体、搅拌电机、减速机、搅拌器和管道泵组成。 技术参数：罐体容积 20m3搅拌电机功率 2X4.5KW管道泵功率 5.5KW数量：出、入土点场地各配置2台1.10.1.2、泥浆泵选用两种型号的泥浆泵共2台，其中MP-2500

51、型1台， MP-1000型1台，两台泥浆泵可并联工作，最大泥浆排量3000L/min。如果有必要，可将MP-1000型泥浆泵放置在出土点，以利于出土点泥浆的循环利用。 MP-2500型泥浆泵由拖撬、柴油机、变速箱、卧式三缸单作用柱塞泵、控制、润滑系统及高低压管线等主要部件构成。技术参数：发动机功率：280KW，最高泥浆压力10MPa。MP-1000型泥浆泵每分钟泥浆排量1000升，最高工作压力10Mpa，发动机功率140KW。 1.9.1.3 泥浆沉砂池 在钻机钻头入土点附近挖一个沉砂池，使从地下返回的泥浆流入沉砂池，使返回废泥浆中携带的钻屑自然沉淀。 1.9.1.4、反循环渣浆泵利用轴流泵，

52、将经过初步沉淀的泥浆抽到泥浆振动筛上。1.9.1.5、泥浆回收处理系统该系统主要由振动筛、渣浆泵和旋流器组成。振动筛由两台振动电机、一个振动筛箱、一副粗筛板、一副细筛板组成，振动电机是振动筛的激振源，由电机直接带动偏心装置产生离心力。两台振动电机作同步反相运动，使振动筛产生直线运动。渣浆泵系统由渣浆泵和驱动电机组成。整个泥浆净化装置对泥浆的最终净化效果，主要取决于旋流器的分选指标。净化指标主要体现在对0.074mm（200目）粒级的分离程度。旋流器选用耐磨、防腐的聚氨酯材料制成，安装结构采用环形分布。泥浆净化处理过程如下：反循环砂石泵从泥浆沉淀池中抽吸出的泥浆通过总进浆管输送到泥浆净化装置的粗

53、筛网，经过其振动将粒径在3mm以上的颗粒分离出来。经过粗筛筛选的泥浆进入泥浆净化装置的储浆槽，由净化装置的渣浆泵从槽内抽吸泥浆，在泵的出口具有一定储能的泥浆沿输浆软管从水里旋流器的进浆口切向射入，通过水里旋流器的分选，粒径微细的泥砂由旋流器下端的沉砂嘴排出落入细筛。经细筛脱水筛选后，较干燥的细渣料分离出来，经过细筛筛选的泥浆再次返回储浆槽内，处理后的的干净泥浆从旋流器溢流管进入中储箱，然后沿总出浆管再次进入泥浆的搅拌罐，重新配置合格后泵送入空内。在穿越施工中，返回泥浆一般经过以上三级处理即可满足施工要求，重复利用。ZX-200型泥浆净化处理系统最大泥浆处理量200m3/h。净化除砂效率可达90

54、%以上（0.074mm粒级）。渣料筛分能力25-80t/h。装机总功率48KW。1.9.1.6 泥浆性能检测仪器检测项目仪器名称单位数量密度密度计台1马氏漏斗粘度马氏漏斗粘度计个2塑性粘度、表观粘度、动切力、静切力六速旋转粘度计台1 滤失量API滤失量仪台1返回泥浆含砂量含砂量仪套1固相含量固相含量测定仪台1 1.9.2泥浆配置方案1.9.2.1 泥浆工艺设计泥浆室内试验主要为解决穿越过程中，自来水配浆，钻屑携带，钻屑悬浮，保护孔壁，防止漏，塌，卡，润滑等问题。选择最佳泥浆体系，确保穿越工程安全顺利进行，选择最佳处理方案的试验方法：1）选择配浆土的合适容量及有效水化时间2）选择增粘剂，防塌固壁

55、剂的使用限量3）选择润滑剂的使用效果及限量本次穿越工程地质主要为淤泥、粉砂、粘土和淤泥夹砂。针对砂层，其主要特点是结构松散、泥浆漏失大、不可压缩；不稳定、易坍塌，不成形。此时泥浆配制主要时通过增加泥浆粘度，封堵孔壁，减小水和泥浆的漏失，孔壁可以得到保护，成孔得到保障。另外，以高分子聚合物作骨架，低分子聚合物作交联，形成网架结构，以获得高质量的泥饼而稳定砂土层结构；液体无机正电胶的重要流变性特点是具有固/液双重性，即体系静止时，呈固体性能，外力作用下有弹性；但一经受到剪切扰动，体系即可在瞬间转化为流体，因而表现出其流变参数特点为：低剪切粘度高，高剪切粘度低，动切力大，三转、六转值大而相接近，初终切相接近，剪切稀释指数Im值高，动塑比值大而水眼粘度低等流变参数特征。显然，这样的流变学性质对泥水体系来讲是十分可贵的。这种流变性一是不会大幅降低水马力，二是可以充分携带泥砂，即使泥浆处于静止状态，泥砂也能悬浮于泥浆之中。针对淤泥层和粘土层，泥浆配方主要考虑通过束缚和阻止粘土吸水后的过分膨胀、遏制膨胀系数高的粘土肆意侵占孔道的体积，抱死钻具，防止缩径对回拖管道产生很大的握紧