惠宁线黄河定向钻穿越复杂地层的施工控制措施

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1、惠宁线黄河定向钻穿越复杂地层的施工控制措施第24卷第2〜3期2007正非开挖技术Trencb」essTechnologyVol.24.No.2A0Mar.,200727惠宁线黄河定向钻穿越复杂地层的施工控制措施郭清泉仲油管道局穿越公司，河北廊坊065001)摘要:惠宁线黄河定向钻穿越,地层为卵石层，胶结状粉质粘土层和细砂，中粗砂层,砾砂岩层,穿越地层交界频繁，地质复杂多变;施工中细化技术方案和技术措施，克服了地质地层交错变化较快等的各项难题，最终确保了定向钻穿越一次冋拖成功.关键词:惠宁黄河，复杂地层，控制，措施惠宁线黄河定向钻穿越是对原

2、马惠宁输油管道黄河穿越的改造工程，位于宁夏回族自治区中宁县境内，工程建设单位为屮国石油天然气股份公司管道长庆输油分公司;由中国石油天然气管道局穿越分公司使用HK-150C钻机进行施工，按照制定的技术方案和技术措施，参战人员克服了施工地质特别复杂，地层交错变化较快等的各项难题，最终确保了定向钻穿越一次回拖成功.1工程基本情况惠宁线黄河穿越管道设计压力为5.0MPa.设计定向钻设计水平长度度1494.53米,穿越管段采用采用〜3力X8mm的直缝电阻焊钢管,材质为L360.穿越曲线水平段河槽内埋深20米〜30米，定向钻东岸入土端入土角11059

3、,需安装套管90米隔离卵石层，西岸出土角7.59,采用开挖方式越过卵石层，达到成孑L目的•定向钻穿越设计曲率半径为1500D（566米）.2主要穿越的地层穿越段地处黄河河谷，穿越段地层以第四系粉质粘土，砂，砾，卵石等土层为主，穿越地层交界频繁.表层素填土，主要成分为粉土，粉质粘土，局部含卵石级颗粒，下层卵石,青灰色或杂色，松散〜筏实，骨架物占60%〜80%,—般粒径20mm〜80mm,最大粒径超过200mm,充填物多为砂土.四层粉质粘土（似泥岩），硬塑〜坚硬，切面光滑，干强度高，韧性高•五层圆砾，密实，一般粒径2〜20nim,偶见最人粒径

4、100mm,母岩成分以石英岩,石英砂岩为主，充填物为中细砂，砂土，分布较广泛.六层砾砂（局部砾砂岩），饱和，密实•七层粉细砂，中沙，粗砂交错,饱和，密实，各层含程度不同的砾石颗粒,局部夹圆砾薄层，钙质胶结硬层.3施工难点分析和拟定的施工技术措施由丁穿越断面地质结构较复杂,穿越地层交界频繁，卵石层,较坚硬的胶结状粉质粘土层（泥岩）和细砂（流砂层），中粗砂层,砾砂岩层交错（砂层中含有不同程度的圆砾），不同的地质层面交错,硬度不均，软硬交错，地层分布规律性差，且不同深度内存在钙质胶结层，胶结层无规律分布，比较坚硬，天然抗压强度8.63〜61.2

5、7MPa.针对这些情况，入土端釆用夯管法进行隔离卵石层，出土端采用大开挖法剥离卵石层施工;导向孔作者简介哼K清泉，工程师，中国石油天然气管道局穿越分公司工作，担任穿越公司第七项目经理部项目经理，负责惠宁线黄河穿越改造工程的施工.非开挖技术TrenchlessTechnology2007矩图1黄河穿越夯管施工时掏出的土层穿越采用液压动力马达带动钻钻头；扩孔器.图2黄河穿越入土端夯管施工扩孔采用岩石级洗孔，于11月15H回拖完毕.针对该工程，穿越公司经过了多次方案研讨，项口部根据制定的施工方案，进行进一步细化,精心组织，周密安排，针对不同工序

6、和施工层位，加强过程控制，落实好施工的每一个步骤，抓好每一个环节，形成落实到底的工作运行机制,切实做到认识到位，措施到位，工作到位,有力保证工程的顺利进行.4工程施工情况由于穿越断面含有卵石层，入土端采用夯入〜1016X22mm肓缝钢套管的方法进行施工,9月16日开始采用边夯管变人工掏土的方法施工,10刀3H方进行完毕，夯管长度约为90m•岀土端采用开挖方式通过卵石层,10月6口开始进行，由于地层水位较高，作业层面与黄河相通,开挖坑渗水量较快，开挖难度较大，至10月14日开挖出施工作业面，开挖深度约10m.钻机于2006年10月8口开钻，

7、钻进至910m时，钻进困难，行进异常，判断地层为较硬的砾砂岩层，将钻头拔出更换后，顺原孔进行钻进，于18日出土，导向孔基本按照设计曲线穿越，穿越出土段曲线走的砾砂和粉细砂层.钻头出土后，空转钻杆扭矩较大，判断流砂堆积钻杆，遂决定置换钻杆，行进速度时快时慢，扭矩局部达到极限，直至钻杆前进困难，发牛钻杆公扣接头颈部断裂.10月24日重新开始进行穿越，入土端走原孔钻进，穿越至1060m位置时，设计位置调整,抬高穿越曲线走新孔，出土端附近曲线走粉质粘土层，至28口出土，穿越实际长度1502m.接着采用岩石扩孔器开始进行二级扩孔,一5施工中采取的主

8、要技术控制措施5.1两端卵石层的通过措施由于穿越断面上层为卵石层，主要为沉积圆砾充填混粒砂密实状态，定向钻不能成孔，需要对出入土段的卵石层进行处理，保证定向钻施工的顺利进行•经研究论证，决定在