水平定向鉆穿越施工技術(shù)在盤錦地區(qū)應(yīng)用

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1、水平定向鉆穿越施工技術(shù)在盤錦地區(qū)應(yīng)用　　摘要：秦皇島-沈陽(yáng)天然氣管道儲(chǔ)氣工程清水河定向鉆穿越和雙水線定向鉆穿越分別于2012年1月26日和1月31日開(kāi)工，3月3日和2月29日主體完工。盤錦地區(qū)地層結(jié)構(gòu)多以粉砂、細(xì)砂、流砂為主，穿越風(fēng)險(xiǎn)較大，易塌孔、鉆頭不易抬頭，因此該文章將針對(duì)此情況結(jié)合兩項(xiàng)穿越工程,通過(guò)在各施工工序中采用不同的施工技術(shù)，經(jīng)實(shí)踐總結(jié)出了一套針對(duì)盤錦地區(qū)特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定向鉆穿越施工的技術(shù)。關(guān)鍵詞：盤錦、細(xì)沙粉砂1016mm導(dǎo)向孔擴(kuò)孔回拖中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2012年

2、3月遼河石油勘探局油田建設(shè)工程一公司完成了秦皇島-沈陽(yáng)天然氣管道儲(chǔ)氣工程清水河和雙水線兩個(gè)定向鉆穿越工程。盤錦地區(qū)屬鹽堿性地質(zhì)，一般穿越地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要以粉砂、細(xì)砂、流砂為主，穿越過(guò)程中入土部分的曲線傾角不易控制，出土部分曲線處鉆頭不易抬頭，流砂處易塌陷是穿越過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題。兩項(xiàng)工程的施工概況除所在地理位置不同外其他均一致，我單位對(duì)兩項(xiàng)工程采用不同的施工工藝進(jìn)行對(duì)比分析，通過(guò)實(shí)踐總結(jié)出一套針對(duì)盤錦地區(qū)鹽堿特殊地質(zhì)結(jié)構(gòu)的定向鉆穿越施工技術(shù)。為以后在具有類似地質(zhì)結(jié)構(gòu)的地區(qū)施工提供一定的參考依據(jù)。7工程概況秦皇

3、島-沈陽(yáng)天然氣管道儲(chǔ)氣工程清水河定向鉆穿越和雙水線定向鉆穿越均位于盤錦市曙光地區(qū)，穿越段實(shí)際長(zhǎng)度均為600米，設(shè)計(jì)深度為18米，入土角8度，出土角6度。勘探地質(zhì)情況主要穿越段為細(xì)砂、粉砂、流砂，最大承載力特征值為200kPa。主管道規(guī)格為ΦD1016×26.2mm、設(shè)計(jì)壓力為10MPa。間隔10米在主管道北側(cè)平行穿越等長(zhǎng)硅管套管，規(guī)格為D114×6.4mm。分別使用HK500鉆機(jī)（最大回拖力500T）和GD5000L鉆機(jī)（最大回拖力500T）進(jìn)行施工。清水河穿越于1月26日進(jìn)行通信管線導(dǎo)向孔鉆進(jìn)，1月31日

4、完成回拖用時(shí)5天。主管線于2月1日開(kāi)鉆，經(jīng)16″、24″、32″、40″、48″、52″六級(jí)擴(kuò)孔后于2月29日回拖完畢；雙水線穿越于1月31日進(jìn)行通信管線導(dǎo)向孔鉆進(jìn)，2月5日完成回拖。主管線于2月6日開(kāi)鉆，3月3日回拖完畢。兩項(xiàng)工程分別用時(shí)37日和30日。施工過(guò)程施工流程導(dǎo)向孔施工7根據(jù)設(shè)計(jì)提供的穿越段地質(zhì)情況，清水河穿越工程鉆導(dǎo)向孔采用鴨嘴板式鉆頭，該鉆頭無(wú)法安置水眼，有兩個(gè)直徑為10mm，內(nèi)部為圓筒式結(jié)構(gòu)的水孔，鉆導(dǎo)向孔期間發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)儀表顯示推力較大。推力較大主要存在兩種可能：一種是地下存在硬層，停止旋轉(zhuǎn)

5、向前推送的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)掉頭明顯，確定不是遇到硬層；另一種是水孔處泥漿射流速度不夠，加大泥漿泵排量以后發(fā)現(xiàn)，鉆進(jìn)速度有所提高但效果并不明顯。經(jīng)分析確定原因?yàn)楹笳?，即鉆頭上水孔不具有提高泥漿噴射速度的射流作用。在進(jìn)行主管線導(dǎo)向孔鉆進(jìn)時(shí)，將鉆頭更換為10.8寸老式板式鉆頭，選擇直徑為10mm的水眼。根據(jù)圖3排量與噴射速度關(guān)系，保證射流速度在100m/s。更換以后發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向孔鉆進(jìn)速度明顯提高，節(jié)省穿越時(shí)間近12小時(shí)。雙水線導(dǎo)向孔穿越采用現(xiàn)有10.8寸老式板式鉆頭+螺桿馬達(dá)的鉆具組合進(jìn)行施工。進(jìn)行Φ114mm通信硅管的導(dǎo)

6、向孔鉆進(jìn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)由于螺桿馬達(dá)自身重量較大，鉆頭不易抬頭，降低泥漿排量后也難以抬頭，結(jié)果導(dǎo)致實(shí)際穿越深度比設(shè)計(jì)深度深兩米。鉆主管線導(dǎo)向孔時(shí)去掉了螺桿馬達(dá)，減輕重量后鉆頭抬頭明顯，在遇到硬層的地方，通過(guò)提高泥漿的排量鉆機(jī)的推力下降明顯，證明無(wú)需搭配螺桿馬達(dá)能有效解決鉆頭不易抬頭的問(wèn)題。7通過(guò)實(shí)踐總結(jié)，針對(duì)盤錦地區(qū)地下主要以細(xì)砂、粉砂、流砂為主的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向孔鉆進(jìn)采用鴨嘴板式鉆頭較為合適。選擇直徑為9-11mm的水眼，泥漿排量控制在15-20升/秒較為合適，根據(jù)地層硬度的變換，對(duì)泥漿的排量進(jìn)行控制。擴(kuò)洗孔在進(jìn)行

7、擴(kuò)孔器初步選擇的時(shí)候，我們篩選出三種作為備選，包括桶式擴(kuò)孔器、板式擴(kuò)孔器、飛旋擴(kuò)孔器。針對(duì)粉砂、細(xì)砂、流砂的地質(zhì)特點(diǎn)，以上三種各有優(yōu)缺點(diǎn)。飛旋式擴(kuò)孔器中間為鏤空設(shè)計(jì)，不易堆積泥沙，能夠減輕鉆機(jī)的扭矩和拉力，但是在進(jìn)行大孔徑擴(kuò)孔時(shí)，外側(cè)邊緣較窄影響成孔質(zhì)量。桶板式擴(kuò)孔器較比桶式擴(kuò)孔器除了成孔效果好以外，由于邊緣有支板，能夠在一定程度上減少泥沙的堆積，但是因其自身的重量較大產(chǎn)生的扭矩也較大，易增大鉆具疲勞程度。在清水河穿越施工過(guò)程中，采用了飛旋擴(kuò)孔器和桶板式擴(kuò)孔器混合使用的方式來(lái)施工。擴(kuò)孔極差為200mm，共進(jìn)

8、行6次擴(kuò)孔分別為400mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm。7在進(jìn)行前四級(jí)擴(kuò)孔時(shí)采用飛旋擴(kuò)孔器，發(fā)現(xiàn)中小孔徑擴(kuò)孔時(shí)使用飛旋擴(kuò)孔器擴(kuò)孔速度較快，扭矩和拉力較小，成孔效果不是十分理想。為保證曲線質(zhì)量，決定后兩級(jí)擴(kuò)孔時(shí)采用桶板式擴(kuò)孔器。在采用桶板式擴(kuò)孔器擴(kuò)孔時(shí)從儀表上直觀體現(xiàn)出的問(wèn)題是鉆機(jī)的扭矩和拉力較大，擴(kuò)孔速度較慢，但是由于該擴(kuò)孔器自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得擴(kuò)孔后的成孔效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于飛旋擴(kuò)