水平定向钻怎样穿过砂卵砾石层
水平定向钻进是应用较广泛的一种非开挖技术,水平定向钻进施工一般有如下3步:钻导向孔、扩孔、敷管。
但当定向钻施工遇到砂卵砾石地层时,却被世界**公认为水平定向钻进施工的禁区,到目前为止,还没有见到在砂卵砾石地层成功应用水平定向钻进技术的报道。
面对复杂的砂卵砾石地层,非开挖水平定向钻进技术曾一直无能为力,原因之一就是因为砂卵砾石地层结构松散,卵砾石颗粒大小差别很大且相当坚硬,水平定向钻进施工过程中无法形成一个完整的孔道,无法进行扩孔施工和管道回拖。
与此同时,非开挖行业人士想到了一种“人造岩体”隔离技术。
“人造岩体”隔离技术是将砂卵砾石地层剥离开挖后,按照下伏基岩的岩体性能制作“人造岩体”的方法来隔离砂卵砾石地层。施工前需先对下伏基岩进行取样测量,主要测量下伏基岩的饱和抗压强度,然后再根据获得的下伏基岩强度制作与之强度相当的“人造岩体”。
非开挖导向施工注意细节
现在的非开挖施工,各种各样的导向仪已经很普及,绝大多数人都会使用,但是当中不乏有一些不为人知的小技巧。
1.首先是探棒工作的准确性
以现在广泛使用的DCI仪器举例,3米校准是给探棒一个3米的基准,此后的所有测量数据都以这个值为基准,因此保证3米校准的准确性是必要的,校准时必须把探棒装入探头室连同导向钻头一同校准,并且周围的环境干扰尽量越小越好。这样标定的探棒具有更高的测量准确性。
2.对钻进沿线的排查
不安装探棒,非开挖工程价格,只用接收机沿着钻进路线排查一遍环境干扰对施工大有帮助,如:事先探明在150米处干扰值很大,160米过后干扰降低,那么有经验的施工人员会在150米之前就将钻孔钻至一定深度,并且调整好钻进角度,当再150米处发生环境干扰过大使接收机无法正常接收探棒发出的信号时,采用不造斜只回转钻进的方法,待钻过160米接收机重新能获得信号时再进行正常钻进。
3.接收机只有信号强度时是否就无法施工
在某些施工时,由于**过探棒的测深距离,或者由于周围的干扰,有时会发生接收机上只有信号强度,而钟面、倾角等参数都没有的情况。这时是否就无法施工了呢?其实不然,有经验的施工人员,会根据信号的峰值和谷值来大致判断出探棒的位置,与钻进轴线比较看是否偏差,通过后续的操作如减少深度等来逐渐恢复正常的信号发送接收状态。
4.有线导向施工中一些细节
有线导向施工中,中间那根线是很关键的,在非开挖施工中我们一般选用6平方的电线,市面上的电线一般有19芯的硬线,非开挖铺管,以及100芯的软线,我们应该选择软线来进行施工。
此外购买的电线是否能够满足施工需要,我们在购买的时候应该当就近测试电线的可用性,由于成卷的电线的涡流效应会大大减少电流的传导率,因此如果施工距离**过1000米,那么测试电线必须用5卷电线(100米每卷)串联,如果有信号显示,证明电线可用,如果没有正常显示,请尽快购买新的电线以避免不必要的损失。
此外对线的防护要求也很高,首先是电线接头的防水,请使用带热熔胶的热缩管,来防止泥浆进入探棒内部烧毁探棒;在长距离施工时每200米推荐增加线卡,由于长距离施工钻杆在孔内回转,电线也会在钻杆内不停的转动,很*出现脱卡,以及电线甩断的事故。
最后,在使用泥浆时请先将钻杆中的泥皮清除,如果钻杆内部残有泥皮,那么在高速的泥浆带动下很*割破电线外皮造成探棒烧毁。
施工费用概算说明
定向钻穿越工艺和**管穿越工艺的工程投资总费用基本都由两个部分组成:工程总投资=工作井(场地)费用+管材安装费用而每一项费用又是先算出单项的直接费,再由直接费乘以相关费率计算出工程总投资。在下面的投资分析表中,非开挖定向钻,均分为工作井(场地)的费用和管材安装费用两部分,最后再合计出工程总投资。
在本文中计价的依据采用如下:
(1)中国石油天然气集团公司中油计字【2000】*106 号文发布的《石油建设安装工程预算定额》;
(2) 中国石油天然气股份有限公司油计字【2001】*108 号文发布的《西气东输管道工程临时补充计价依据》;
(3)沪建定(2001)*038 号《上海市**工程预算定额(2000)》;
(4)沪建建(2001)*0531 号《上海市公用管线工程预算定额》;
(5)上海市当地的人工材料机械价格按照上海市建设工程标准与造价发布的指导信息;
(6)其他相关费用按照上海市有关规定。
2 施工费用估算
先以定向钻工程施工管道安装工程为例,计算定向钻工艺中管道安装工程部分的施工费用。
按照同样的计算步骤,可分别计算出定向钻工艺工作场地、**管工艺的管道安装及**管工艺的工作井施工费用。其中**管考虑到**管的深度标高为-1.0,工作井的开挖深度不会**过7 m,故工作井采用板桩井型式。费用按照板桩井的施工费用进行估算。
3 分析与结论
定向钻和板桩井**管施工的费用估算对比见表3。从表3 中可以看出:
(1)在工艺技术许可的条件下,同样穿越100 m长度,从施工费用看,西宁非开挖,定向钻比**管更经济;
(2)同样穿越100 m 长度,折合每米的单价,定向钻比**管*;
(3)工作井(场地)在整个工程费用中的比例,当穿越长度为100 m 时,板桩井的施工费用接近总费用的一半,而定向钻工作井的投资仅占总投资的25%不到。但随着非开挖穿越长度的增长,工作井(场地)在整个工程费用中的比例是逐渐减少的,而管材的费用比例会上升。
4 小结
在工艺条件允许的条件下(工艺条件允许是指工艺技术、穿越长度、施工场地、施工周期、管材选用、工程地质等方面,都可以满足条件的情况下),可以对比**管和定向钻工艺的施工费用。在崇明岛本次案例中,在对比了施工费用后,定向钻工艺合计费用比**管*,决定采用定向钻工艺。