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[摘 要]定向钻穿越技术由于其不污染环境、对地层结构破坏小、施工周期短、安全等特点，而具有非常广泛的应用范围，但在具体的施工过程中，往往会受到不同地层地质的影响，采用不同定向钻穿越施工控制方法，从而有效的解决穿越过程中的问题。本文通过对不同土层对定向钻穿越施工的影响进行分析，并对定向钻穿越施工过程中的控制方法进行了详细的介绍。
[关键词]定向钻穿越 施工控制方法
中图分类号：TE973.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0260-01
1前言
定向钻穿越技术是不破坏地貌状态与环境保护中最理想的一种施工方法，通常被应用于管道、光缆等一些穿越于江河、湖泊以及不可拆迁建筑物中的最佳选择方法。而在定向钻穿越施工过程中，会根据地质情况的不同，而采取不同的穿越施工控制方法，从而有效的确保定向钻穿越施工工程的质量。
2 不同土层对定向钻穿越施工的影响
2.1 软质土层
软质土层因泥浆特性的不同又可以分为粘性土层与沙质土层，这两种不同的软质土层在进行定向钻穿越的施工过程中，有着不同的影响。在粘性土层中进行定向钻穿越施工时，由于粘性土层本身具有自造浆的能力，因而会随着施工过程中穿越的尝试，粘性土性将会产生一定的缩孔，从而使得钻孔中的泥浆的粘度增大，最终导致钻孔设备因产生的巨大阻力而无法前行。针对这种情况，应当随着施工穿越深度的加深，尽量的降低泥浆中的失水量，与此同时，通过孔壁粘土的抗水敏感性，有效的抑制泥浆中水分的分散，从而有效的控制好施工过程中泥浆的粘度与压力。如果是在沙质土层中进行定向钻穿越施工，则由于沙质土层自身的结构与特性，很难使得穿越过程中的孔保持一定的稳定性，而且孔壁很容易发生坍塌与地陷，针对施工过程中的这一情况，应当在泥浆中加入膨润土或者是长链聚合物，从而使得孔壁形成薄的泥皮，同时，粘附在孔壁上还能够有效的防止施工中泥浆的漏失，当孔道内填满泥浆时将会对孔壁产生一定的压力，从而使得孔壁具有一定的稳定性。
2.2 砾砂、卵石层
由于砾砂、卵石层的地质结构比较松散，而且自稳能力非常的差、颗粒较大等特点，因而在这种地质结构中进行定向钻穿越施工，孔壁的稳定性将面临着非常大的问题，如果采用传统的泥浆护壁施工技术，很难达到孔壁的稳定性。而且在具体的施工过程中，颗粒较大的卵石很可能因掉落而堵塞到钻孔，从而使得定向钻在回拖或者扩孔时出现卡钻的情况。当在定向钻穿越施工过程中出现这种情况时，可以对泥浆进行分散，或者是增加泥浆中的含土量、有机增粘剂等措施，以此来有效的提高施工过程中的泥浆的粘度。
2.3 硬质岩石层
如果是在硬质岩石层进行定向钻穿越施工时，往往会由于岩石的坚硬、摩阻大等特点，而使得在进行钻井时钻头发生的磨损比较大、进尺慢等情况，因此，在硬质岩石层进行定向钻穿越施工时，可以在硬质岩石层内的泥浆增加其润滑性与冷却性，有效的提高钻井的速度。
2.4 溶蚀性地层
在定向钻穿越施工过程中，当泥浆在溶蚀性的地层时，往往会被溶解，因此在溶蚀性地层进行定向钻穿越施工时，很容易发生井眼超径或者坍塌的现象。其有效的解决措施，就是根据溶蚀性的地层，有效的降低钻井液对地层中溶蚀性，例如在泥浆中加入与溶蚀笥地层中所相同的物质，这样可以使得溶解液得到饱和，同时，这也是定向钻穿越施工过程中最为常用的一种溶蚀治理的方法。
3 定向钻穿越施工控制方法介绍
3.1 定向钻穿越施工流程
首先是钻导向孔，把钻机安装在入土点的一侧，然后入土点开始，按照事先设计好的线路，从入土点到出土点，挖成一条曲线，作为预扩孔与回拖管线的引导曲线。其次是预扩孔，在钻导向孔阶段，为了能够使得钻出的孔达到回拖管线直径的1.5倍左右，需要在这一阶段使用扩孔器把孔扩大，从而使得钻出的孔能够符合施工技术要求；最后是管线回拖，当地下孔经过预扩孔时，可以把钻杆、扩孔器以及安装管线等相连接，并从出土点开始，进行扩孔，直到把管线拖至到入土点就可以了。
3.2 定向钻穿越施工参数
3.2.1 钻液
钻液属于一种胶体物质，是在钻孔施工过程中也切削的砂石屑混合之后，经过钻孔所排出的一种液体，主要包括有水、澎润土以及聚合物等物质。钻液在定向钻穿越施工过程中具有冷却钻头、护壁、携带钻屑等作用，不仅能够为回拖管线提供足够空间，同时还能够有效的减少回拖管线的重量与产生的阻力。
3.2.2 注浆压力
在定向钻穿越施工过程中，钻孔工作的完成主要靠钻机所产生的推力以及钻液的流量、压力等，其中注浆压力是最重要的影响因素之一，注浆压力的大小将直接影响着管线上覆土体的变形与破坏程度。因此，在定向钻穿越施工过程中，保持合适的注浆压力能够使得施工线路上面一定范围内的土体发生破坏，为了能够在定向钻穿越施工中不影响地表的破坏，需要合理的控制向上影响的范围与地表之间的距离。
3.3 定向钻穿越施工过程中的控制要点
首先是现场的勘探，即对施工过程中所要穿越的类型、施工现场进行勘探，查看是否具备定向钻穿越的施工条件，无论是设计单位，还是施工单位都需要对定向钻穿越施工过程中的走向、避让的建筑物、施工设备的摆放等进行初步的确定，并确定出预期的目标；其次是工程的测量，需要组织测量单位对地形、地下探物等的测量，例如地形的测量包括有对施工涉及到的地形地貌的测量，而地下物探则是主要查看在钻孔设备附近有没有地下管道、电缆等的埋设物。当工程测量完毕之后，需要把相应的内容反映到图纸上；另外，是对定向钻穿越施工中穿越线路平面路径的设计，即对所需要穿越的地方进行分面详细的分析，并根据实际的施工环境做出管道定向钻穿越的平面路径图。既是定向钻穿越施工的重要依据，也是进行实地勘察的勘察点布置的依据之一；接下来就是进行地质的勘察、钻井轨迹的设计，当确定了最后的设计方案时，就可以开始工程的施工。
4 结语
随着定向钻穿越技术的应用越来越广泛，同时对于施工过程中的质量也提出了更高的要求，为了能够有效的降低定向钻穿越施工中穿越的风险，需要对施工过程中的不同地质情况进行分析，并根据其具体情况采取相应的解决措施，从而有效的提高定向钻穿越施工质量。
参考文献
[1] 长输管道水平定向钻穿越工程项目施工风险管理研究[D].李智慧.中国石油大学（华东），2013.
[2] 长输管道水平定位向钻施工技术及配套装置研究[D].张健.東北石油大学，2014.
[3] 水平定向钻机钻杆振动特性研究[D].孔德功.中南大学，2012.
[关键词]定向钻穿越 施工控制方法
中图分类号：TE973.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0260-01
1前言
定向钻穿越技术是不破坏地貌状态与环境保护中最理想的一种施工方法，通常被应用于管道、光缆等一些穿越于江河、湖泊以及不可拆迁建筑物中的最佳选择方法。而在定向钻穿越施工过程中，会根据地质情况的不同，而采取不同的穿越施工控制方法，从而有效的确保定向钻穿越施工工程的质量。
2 不同土层对定向钻穿越施工的影响
2.1 软质土层
软质土层因泥浆特性的不同又可以分为粘性土层与沙质土层，这两种不同的软质土层在进行定向钻穿越的施工过程中，有着不同的影响。在粘性土层中进行定向钻穿越施工时，由于粘性土层本身具有自造浆的能力，因而会随着施工过程中穿越的尝试，粘性土性将会产生一定的缩孔，从而使得钻孔中的泥浆的粘度增大，最终导致钻孔设备因产生的巨大阻力而无法前行。针对这种情况，应当随着施工穿越深度的加深，尽量的降低泥浆中的失水量，与此同时，通过孔壁粘土的抗水敏感性，有效的抑制泥浆中水分的分散，从而有效的控制好施工过程中泥浆的粘度与压力。如果是在沙质土层中进行定向钻穿越施工，则由于沙质土层自身的结构与特性，很难使得穿越过程中的孔保持一定的稳定性，而且孔壁很容易发生坍塌与地陷，针对施工过程中的这一情况，应当在泥浆中加入膨润土或者是长链聚合物，从而使得孔壁形成薄的泥皮，同时，粘附在孔壁上还能够有效的防止施工中泥浆的漏失，当孔道内填满泥浆时将会对孔壁产生一定的压力，从而使得孔壁具有一定的稳定性。
2.2 砾砂、卵石层
由于砾砂、卵石层的地质结构比较松散，而且自稳能力非常的差、颗粒较大等特点，因而在这种地质结构中进行定向钻穿越施工，孔壁的稳定性将面临着非常大的问题，如果采用传统的泥浆护壁施工技术，很难达到孔壁的稳定性。而且在具体的施工过程中，颗粒较大的卵石很可能因掉落而堵塞到钻孔，从而使得定向钻在回拖或者扩孔时出现卡钻的情况。当在定向钻穿越施工过程中出现这种情况时，可以对泥浆进行分散，或者是增加泥浆中的含土量、有机增粘剂等措施，以此来有效的提高施工过程中的泥浆的粘度。
2.3 硬质岩石层
如果是在硬质岩石层进行定向钻穿越施工时，往往会由于岩石的坚硬、摩阻大等特点，而使得在进行钻井时钻头发生的磨损比较大、进尺慢等情况，因此，在硬质岩石层进行定向钻穿越施工时，可以在硬质岩石层内的泥浆增加其润滑性与冷却性，有效的提高钻井的速度。
2.4 溶蚀性地层
在定向钻穿越施工过程中，当泥浆在溶蚀性的地层时，往往会被溶解，因此在溶蚀性地层进行定向钻穿越施工时，很容易发生井眼超径或者坍塌的现象。其有效的解决措施，就是根据溶蚀性的地层，有效的降低钻井液对地层中溶蚀性，例如在泥浆中加入与溶蚀笥地层中所相同的物质，这样可以使得溶解液得到饱和，同时，这也是定向钻穿越施工过程中最为常用的一种溶蚀治理的方法。
3 定向钻穿越施工控制方法介绍
3.1 定向钻穿越施工流程
首先是钻导向孔，把钻机安装在入土点的一侧，然后入土点开始，按照事先设计好的线路，从入土点到出土点，挖成一条曲线，作为预扩孔与回拖管线的引导曲线。其次是预扩孔，在钻导向孔阶段，为了能够使得钻出的孔达到回拖管线直径的1.5倍左右，需要在这一阶段使用扩孔器把孔扩大，从而使得钻出的孔能够符合施工技术要求；最后是管线回拖，当地下孔经过预扩孔时，可以把钻杆、扩孔器以及安装管线等相连接，并从出土点开始，进行扩孔，直到把管线拖至到入土点就可以了。
3.2 定向钻穿越施工参数
3.2.1 钻液
钻液属于一种胶体物质，是在钻孔施工过程中也切削的砂石屑混合之后，经过钻孔所排出的一种液体，主要包括有水、澎润土以及聚合物等物质。钻液在定向钻穿越施工过程中具有冷却钻头、护壁、携带钻屑等作用，不仅能够为回拖管线提供足够空间，同时还能够有效的减少回拖管线的重量与产生的阻力。
3.2.2 注浆压力
在定向钻穿越施工过程中，钻孔工作的完成主要靠钻机所产生的推力以及钻液的流量、压力等，其中注浆压力是最重要的影响因素之一，注浆压力的大小将直接影响着管线上覆土体的变形与破坏程度。因此，在定向钻穿越施工过程中，保持合适的注浆压力能够使得施工线路上面一定范围内的土体发生破坏，为了能够在定向钻穿越施工中不影响地表的破坏，需要合理的控制向上影响的范围与地表之间的距离。
3.3 定向钻穿越施工过程中的控制要点
首先是现场的勘探，即对施工过程中所要穿越的类型、施工现场进行勘探，查看是否具备定向钻穿越的施工条件，无论是设计单位，还是施工单位都需要对定向钻穿越施工过程中的走向、避让的建筑物、施工设备的摆放等进行初步的确定，并确定出预期的目标；其次是工程的测量，需要组织测量单位对地形、地下探物等的测量，例如地形的测量包括有对施工涉及到的地形地貌的测量，而地下物探则是主要查看在钻孔设备附近有没有地下管道、电缆等的埋设物。当工程测量完毕之后，需要把相应的内容反映到图纸上；另外，是对定向钻穿越施工中穿越线路平面路径的设计，即对所需要穿越的地方进行分面详细的分析，并根据实际的施工环境做出管道定向钻穿越的平面路径图。既是定向钻穿越施工的重要依据，也是进行实地勘察的勘察点布置的依据之一；接下来就是进行地质的勘察、钻井轨迹的设计，当确定了最后的设计方案时，就可以开始工程的施工。
4 结语
随着定向钻穿越技术的应用越来越广泛，同时对于施工过程中的质量也提出了更高的要求，为了能够有效的降低定向钻穿越施工中穿越的风险，需要对施工过程中的不同地质情况进行分析，并根据其具体情况采取相应的解决措施，从而有效的提高定向钻穿越施工质量。
参考文献
[1] 长输管道水平定向钻穿越工程项目施工风险管理研究[D].李智慧.中国石油大学（华东），2013.
[2] 长输管道水平定位向钻施工技术及配套装置研究[D].张健.東北石油大学，2014.
[3] 水平定向钻机钻杆振动特性研究[D].孔德功.中南大学，2012.