海管水平定向钻穿越方案研究.pdf

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1、第8期-29-海管水平定向钻穿越方案研究张捷，孙国民，余志兵，孙祥杰，张永辉（海洋石油工程股份有限公司，天津300451）[摘要]本文针对国内外水平定向钻施工方案进行研究，总结国内外有代表性施工案例及国内海管海上水平定向钻施工支持平台，分析影响国内海管水平定向钻施工关键因素，为国内海管水平定向钻施工提供帮助。[关键词]海管；水平定向钻；施工案例；海上操作平台海底管道是海上油气输送的主要方式。随着光缆、管道、冲刷区、障碍物等难题，将海洋环海上油气资源的进一步开发，海底管道的敷设环境对海管施工的影响降至最低，为国内油田建设[5]境越来

2、越复杂，需经过繁忙的航道、管道、光缆中的海管穿越及登陆海管工程提供技术支持。等地段，而采取常规施工完成的海底管道穿越航1国内外海上水平定向钻工程研究道等障碍物的敷设，管道的埋深较浅，管道保护1.1国内海上定向钻施工案例措施受风暴、水流、潮汐的影响较大，影响管道运行的安全，由此引起的管道后期维护及紧急抢(1)杭州湾管道水平定向钻穿越工程修费用巨大，因此急需探索新的管道敷设技术，杭州湾海底管线铺设在北岸海域外钓岛—册[1,2]以适应不断发展的海上管道工程建设的需要。子岛，采用水平定向钻（HDD）技术铺设管线，水平定向钻穿越技术最早出现

3、在上世纪70年代，其中管径为610mm，壁厚15.9mm，穿越长度2350是传统的打孔与油田定向钻技术的结合，常应用m。该处平均水深l0m，最深处水深25m，所经于陆域工程复杂地质条件下的穿越工程，技术已海域的潮流、波浪较大，台风活动频繁，管道施经非常成熟。目前正作为一种新颖的管道非开挖工条件差。考虑两岛地形地貌情况及成品管道预[3]技术，逐渐拓展到海洋工程领域。制场地的要求，入土点与管道预制场地选在册子本文研究了海管建设中面临的登陆管线穿越侧，入土角为12°，出土点选在外钓侧，出土角[6,7]问题，通过对海管进行海上定向钻穿越施

4、工案例为7°。的研究，分析陆上水平定向钻穿越技术应用到海鉴于外钓、册子两岛屿的特殊情况，海管[4]洋环境中的可行性，从而解决海管穿跨越航道、分两段预制，在回拖过程中对接。为保证穿越成图1定向钻施工示意图作者简介：张捷（1986—），男，湖北人，2009年毕业于天津大学港口、海岸及近海工程专业，硕士研究生，工程师。主要从事海底管道设计与研究工作。石油和化工设备-30-论文广场2016年第19卷功，通过分析地质情况，选用了抗失水、添加了工方案对航道运营影响较小。增稠剂、护壁剂的专用泥浆。一段定向钻设计路1.2国外海上定向钻施工案例由末

5、端为淤泥质黏土层，当钻杆行进至此段时，(1)德国北海海底水平定向钻进铺管工程采用导向孔定位对接牵引施工工艺，顺利完成了德国于2006年5月中旬用水平定向穿越完成导向孔的定位穿越。了一项由其北海采油平台通向大陆本土的石油和(2)JZ20-2处理厂搬迁海管水平定向钻穿越工输水管线工程。其中油管的直径为250mm，水管[8]程的直径为150mm。该项目总钻进长度7.5km，整该项目中将建设一条14英寸47km单层水泥配个项目完成仅用了两个月的时间，最长的一条管重输气管线，管线穿越航道，如采用传统挖沟穿线为1400m。钻进使用了海瑞克的两

6、台水平定向越，工期长、费用高及对航道运营影响较大，故钻机HK250T（回拖力250t）和HK400M（回拖力最终选择定向钻穿越施工穿越该航道。400t），如图2所示。如图1所示，铺管船位于左侧进行S-LAY管线铺设，钻机平台及钻机位于右侧进行钻孔和回拖作业。施工程序如下：①平台、设备就位；②安装钻杆支撑导向；③钻导向孔；④预扩孔；⑤管线回拖。经过上述程序，最终完成该管线穿越施工作业。通过运用该新型施工技术，最终节约了大量挖土及回填工作，节约费用近2亿元，且该施图2HK250T钻机在施工中图3海上HDD现场施工图(2)美国Salem

7、陆对海穿越线。海底管线的穿越总长度为610m。施工图如图Salem管线穿越位于钢桥、1A桥（也就是现4所示。场拖车）和港口进出口的底下。为了支持海上操作，四艘200-class的自升式平台从墨西哥动员，在水面上形成一个工作平台。钻井船桅安装在平台和支撑设备上，三种驳船将其系在平台上，项目导向孔为20~40in。施工图如图3所示。(3)HDD印度尼西亚的Javasea2013年12月，GVL(Gebr.vanLeeuwenBoringen)在Java海域完成Ketapang项目，业主为Petronas，对一条管线长度为32km的12

8、英寸带有配重层的气管线实施了海上水平定向钻穿越操作，成功穿越了一条已存在的18英寸HESS在役管图4现场施工第8期张捷等海管水平定向钻穿越方案研究-31-(2)钻机尺寸一般为长10~20m，宽5m左右，且钻机前沿距平台边缘有约5m的间距。施工平台甲