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[摘 要]定向钻穿越施工过程出现了一些卡钻事故，不仅给施工企业造成直接损失，还会给建设单位造成无法弥补的工期延期。为了减少不必要损失，对已发生事故进行分析，总结教训，提高管理水平，减少事故率，创造更好效益。
[关键词]分析原因 充分准备 提升过程管理 创造效益
中图分类号：TU996 文献标识码：TU 文章编号：1009―914X（2013）34―0415―01
定向钻在穿越施工过程中，发生一些事故，这些事故不仅给建设单位造成了工期延期，甚至兑现不了承诺，失去信誉，而且给定向钻穿越施工单位造成一定经济损失，少则几十万，多则上百万元。
通过穿越卡钻事故问题梳理，分析原因，找出解決办法，为以后施工操作管理者提供一些建议。
1.1穿越中卡钻事故描述
厥水河天然气管道定向钻穿越工程，设计压力2.5MPa，管径D325×8，其中一处穿越河道长度600米，在穿越到400米处，钻头被卡，卡在位置在③层软石层，无法继续进行，部分钻杆和钻头无法取出，最后穿越位置向前位移20米再次穿越才完成穿越。东西大道至企沙大道次高压天然气管道工程，设计压力1.6MPa，管径D323.9×8，其中一处穿越长度为1365米，在第一次扩孔到900米处，穿越深度距离地面13.1米处钻头被卡，最后通过爆破开挖才把钻杆等取出，然后在距离原孔1.5米位置重新定向穿越施工。
1.2事故分析
厥水河定项钻穿越事故中，在地勘报告中已经注明有软岩层，设计文件中穿越管道位置须经过该层，但是施工单位在机械准备时，仍然使用了常规钻头施工，结果给施工单位造成经济损失约200万元，给建设方造成工期延误约40天。
东西大道至企沙大道次高压天然气管道定向穿越工程事故中，是在穿越砾石（或钙质层）中的泥浆配比不科学。在钻进过程中出现卡钻的现象，应及时调整调整泥浆配比，使用最大泥浆泵排量，使用进口膨润土，增加泥浆切力与粘度，推力大的钻机及相匹配钻头，完成倒向孔的钻进[3]。
长距离穿越，泥浆的作用尤其重要，孔内缺少泥浆往往是钻孔失败的重要原因。保持整个过程中有反浆，对工程顺利进行至关重要，为改善泥浆性能，需加入适量添加剂来配置成不同性能的泥浆。纯碱，可增粘，增静切力，调节pH值，投入纯碱量一般为钠土量的2%。为成孔良好，增加孔内润滑，可加入适量的Drispac。为提高泥浆携带土屑的能力，将孔内土屑带出，可在钻孔过程中的某一段加入 Flowzen，能够到达很好的使用效果[3]。
2.准备工作
2.1编制施工方案
首先是隐蔽工程施工中的施工方案编制。必须依据现场施工的实际施工条件；然后是工程勘测和现场勘测“放桩”测量；最后是施工过程中的施工记录，操作板报都必须真实细致可靠[1]。可见现场勘测的准确性和施工方案编制的科学可行性是至关重要的，施工方案必须有操作人员编制和机械设备的配置。这也说明了准备工作的必要性。
2.2钻机及附属设备
看来，定向穿越工程不仅要编制详实的穿越实施方案，还要根据穿越的地质情况，对钻机及钻头等进行合理配备。
2.3泥浆配制
泥浆的配制关系到穿越工程能否顺利的进行，因此应根据地勘报告和设计文件，对穿越需要的泥浆进行科学的配制，保证穿越工程的顺利完成。
2.4人员调配
根据定向钻穿越工程的难易程度，需要对操作人员进行统一调配。
3.施工过程管理
定向穿越不仅在穿越前要做充分的准备，在穿越工程中更需要加强管理，提高管理水平，控制穿越风险，保证定向穿越工程顺利进行，完成穿越目标的实现。
3.1机械设备管理
定向钻穿越机械设备要不仅在穿越前进行保养，在穿越过程中的维护也十分重要，坚决杜绝带病机械上岗；配套的照明和动力用电发电机、配电箱等保证正常工作；还有配套的吊车设备能保证现场施工的需要。
3.2加强过程管理
钻机锚固：合理钻机锚固是顺利完成钻进和回拖的前提，钻机的锚固能力反映了钻机在钻进和回拖施工时利用本身功率的能力。一台钻机推力再大，钻机在定向中发生位移，也会导致钻机无法按预定计划完成进任务。在回拖管时，如果锚固不好，钻机移动，需进一步锚固，从而导致了有可能管道拖不动，进一步加大钻机拖力，会出现钻机的全部功率作用在钻机身上，容易发生机械损坏和人员伤亡。因此在定向穿越过程要经常检查钻机的锚固情况，保证钻机锚固牢固可靠。
泥浆供应：根据地勘报告和设计文件确定不同地段穿越用泥浆的需求，合理科学的配制泥浆，保证泥浆的供应也是十分必要的。泥浆的供应是否及时合理，是能否成孔的关键因素之一，合理科学的配置泥浆和增加添加剂，不可忽视。
导向钻孔：按设计轨迹进行钻进导向孔，采用射流辅助钻进方式，导向钻进孔是通过定向钻的高压泥浆射流冲蚀破碎旋转成孔的，以斜面钻头来控制钻头方向。钻头内的发射器能发射，钻头的位置、顶角、深度、钻头温度、面向角，发射器内电池的状态等参数，这些参数由地面手持定位示踪仪接收，供操作人员及时准确确定钻头的位置、深度，并通过钻机随时调整钻进参数，以控制钻头按设计轨迹钻进。
导向钻孔是检验穿越曲线能否成功的主要环节，若出现异常，可以及时分析调整穿越曲线，降低工程风险，因此必须保证导向曲线的合理可靠。
扩孔：扩孔能使钻屑和泥浆等充分混合，并形成合适的空间，降低阻力，便于管道回拖。因此必须根据需要穿越的管径，穿越的地质情况、回拖阻力计算情况，合理确定扩孔孔径和次数。扩孔孔径按穿越管径逐步扩大，每次扩孔增加100～150mm为宜，并需要选择合适的扩孔器。
管道回拖：管道回拖施工关键最重要一步，施工时必须连续作业，根据回拖阻力和导向曲线，合理控制泥浆，精确控向。当扩孔器穿过地下孔抵达钻掘机组时操作者必须谨慎控制旋转扭力及钻掘机组的拉力负荷，确保穿越的管道不被拉坏。
环境卫生：穿越过程中要控制泥浆池分离出来的泥浆到处乱流，包括生活垃圾等需要集中处理，运输到指定地点。
4.穿越过程中风险控制
4.1设计风险控制。设计风险来源基础资料的准确性、设计方案的合理性、关键设计技术措施是否到位。特别是地址资料的准确性，管材和防腐材料的选择，泥浆类型和设计方案的比较等。
4.2施工过程中的风险控制。管道拉伤、防腐层破坏的风险控制；设备故障的风险控制；电力短路的风险控制。
5.建议
5.1轨迹设计。根据地勘资料和设计文件，现场实际测量复核情况，对穿越的轨迹设计要科学合理。
5.2 穿越方案的编制。穿越方编制人员必须根据设计文件和地勘资料情况，去现场实际踏勘，根据给定条件编制。机械配置要科学合理，泥浆配置要因地制宜。配备熟练操作人员，有一定现场管理经验和处置事故能力。
5.3事故的处理。事故处理要及时有效，将损失降到最低。
6.结论
定向钻穿越工程是存在一定风险，但是从等设计、施工、安全方面科学准备、精心筹划，加强管理，降低事故率，提高穿越的成功率，创造效益。
参考文献
[1]朱秀文.定向钻穿越施工中的常见事故及处理.地下水.2012.01
[2]刘盛兵、向启贵、刘坤.水平定向穿越施工及其风险控制措施探讨.石油与天然气化工.2008.4.353-356.
[3]游赟.管道定向穿越技术要求.重庆科技学院石油工程学院储运教研室.
[关键词]分析原因 充分准备 提升过程管理 创造效益
中图分类号：TU996 文献标识码：TU 文章编号：1009―914X（2013）34―0415―01
定向钻在穿越施工过程中，发生一些事故，这些事故不仅给建设单位造成了工期延期，甚至兑现不了承诺，失去信誉，而且给定向钻穿越施工单位造成一定经济损失，少则几十万，多则上百万元。
通过穿越卡钻事故问题梳理，分析原因，找出解決办法，为以后施工操作管理者提供一些建议。
1.1穿越中卡钻事故描述
厥水河天然气管道定向钻穿越工程，设计压力2.5MPa，管径D325×8，其中一处穿越河道长度600米，在穿越到400米处，钻头被卡，卡在位置在③层软石层，无法继续进行，部分钻杆和钻头无法取出，最后穿越位置向前位移20米再次穿越才完成穿越。东西大道至企沙大道次高压天然气管道工程，设计压力1.6MPa，管径D323.9×8，其中一处穿越长度为1365米，在第一次扩孔到900米处，穿越深度距离地面13.1米处钻头被卡，最后通过爆破开挖才把钻杆等取出，然后在距离原孔1.5米位置重新定向穿越施工。
1.2事故分析
厥水河定项钻穿越事故中，在地勘报告中已经注明有软岩层，设计文件中穿越管道位置须经过该层，但是施工单位在机械准备时，仍然使用了常规钻头施工，结果给施工单位造成经济损失约200万元，给建设方造成工期延误约40天。
东西大道至企沙大道次高压天然气管道定向穿越工程事故中，是在穿越砾石（或钙质层）中的泥浆配比不科学。在钻进过程中出现卡钻的现象，应及时调整调整泥浆配比，使用最大泥浆泵排量，使用进口膨润土，增加泥浆切力与粘度，推力大的钻机及相匹配钻头，完成倒向孔的钻进[3]。
长距离穿越，泥浆的作用尤其重要，孔内缺少泥浆往往是钻孔失败的重要原因。保持整个过程中有反浆，对工程顺利进行至关重要，为改善泥浆性能，需加入适量添加剂来配置成不同性能的泥浆。纯碱，可增粘，增静切力，调节pH值，投入纯碱量一般为钠土量的2%。为成孔良好，增加孔内润滑，可加入适量的Drispac。为提高泥浆携带土屑的能力，将孔内土屑带出，可在钻孔过程中的某一段加入 Flowzen，能够到达很好的使用效果[3]。
2.准备工作
2.1编制施工方案
首先是隐蔽工程施工中的施工方案编制。必须依据现场施工的实际施工条件；然后是工程勘测和现场勘测“放桩”测量；最后是施工过程中的施工记录，操作板报都必须真实细致可靠[1]。可见现场勘测的准确性和施工方案编制的科学可行性是至关重要的，施工方案必须有操作人员编制和机械设备的配置。这也说明了准备工作的必要性。
2.2钻机及附属设备
看来，定向穿越工程不仅要编制详实的穿越实施方案，还要根据穿越的地质情况，对钻机及钻头等进行合理配备。
2.3泥浆配制
泥浆的配制关系到穿越工程能否顺利的进行，因此应根据地勘报告和设计文件，对穿越需要的泥浆进行科学的配制，保证穿越工程的顺利完成。
2.4人员调配
根据定向钻穿越工程的难易程度，需要对操作人员进行统一调配。
3.施工过程管理
定向穿越不仅在穿越前要做充分的准备，在穿越工程中更需要加强管理，提高管理水平，控制穿越风险，保证定向穿越工程顺利进行，完成穿越目标的实现。
3.1机械设备管理
定向钻穿越机械设备要不仅在穿越前进行保养，在穿越过程中的维护也十分重要，坚决杜绝带病机械上岗；配套的照明和动力用电发电机、配电箱等保证正常工作；还有配套的吊车设备能保证现场施工的需要。
3.2加强过程管理
钻机锚固：合理钻机锚固是顺利完成钻进和回拖的前提，钻机的锚固能力反映了钻机在钻进和回拖施工时利用本身功率的能力。一台钻机推力再大，钻机在定向中发生位移，也会导致钻机无法按预定计划完成进任务。在回拖管时，如果锚固不好，钻机移动，需进一步锚固，从而导致了有可能管道拖不动，进一步加大钻机拖力，会出现钻机的全部功率作用在钻机身上，容易发生机械损坏和人员伤亡。因此在定向穿越过程要经常检查钻机的锚固情况，保证钻机锚固牢固可靠。
泥浆供应：根据地勘报告和设计文件确定不同地段穿越用泥浆的需求，合理科学的配制泥浆，保证泥浆的供应也是十分必要的。泥浆的供应是否及时合理，是能否成孔的关键因素之一，合理科学的配置泥浆和增加添加剂，不可忽视。
导向钻孔：按设计轨迹进行钻进导向孔，采用射流辅助钻进方式，导向钻进孔是通过定向钻的高压泥浆射流冲蚀破碎旋转成孔的，以斜面钻头来控制钻头方向。钻头内的发射器能发射，钻头的位置、顶角、深度、钻头温度、面向角，发射器内电池的状态等参数，这些参数由地面手持定位示踪仪接收，供操作人员及时准确确定钻头的位置、深度，并通过钻机随时调整钻进参数，以控制钻头按设计轨迹钻进。
导向钻孔是检验穿越曲线能否成功的主要环节，若出现异常，可以及时分析调整穿越曲线，降低工程风险，因此必须保证导向曲线的合理可靠。
扩孔：扩孔能使钻屑和泥浆等充分混合，并形成合适的空间，降低阻力，便于管道回拖。因此必须根据需要穿越的管径，穿越的地质情况、回拖阻力计算情况，合理确定扩孔孔径和次数。扩孔孔径按穿越管径逐步扩大，每次扩孔增加100～150mm为宜，并需要选择合适的扩孔器。
管道回拖：管道回拖施工关键最重要一步，施工时必须连续作业，根据回拖阻力和导向曲线，合理控制泥浆，精确控向。当扩孔器穿过地下孔抵达钻掘机组时操作者必须谨慎控制旋转扭力及钻掘机组的拉力负荷，确保穿越的管道不被拉坏。
环境卫生：穿越过程中要控制泥浆池分离出来的泥浆到处乱流，包括生活垃圾等需要集中处理，运输到指定地点。
4.穿越过程中风险控制
4.1设计风险控制。设计风险来源基础资料的准确性、设计方案的合理性、关键设计技术措施是否到位。特别是地址资料的准确性，管材和防腐材料的选择，泥浆类型和设计方案的比较等。
4.2施工过程中的风险控制。管道拉伤、防腐层破坏的风险控制；设备故障的风险控制；电力短路的风险控制。
5.建议
5.1轨迹设计。根据地勘资料和设计文件，现场实际测量复核情况，对穿越的轨迹设计要科学合理。
5.2 穿越方案的编制。穿越方编制人员必须根据设计文件和地勘资料情况，去现场实际踏勘，根据给定条件编制。机械配置要科学合理，泥浆配置要因地制宜。配备熟练操作人员，有一定现场管理经验和处置事故能力。
5.3事故的处理。事故处理要及时有效，将损失降到最低。
6.结论
定向钻穿越工程是存在一定风险，但是从等设计、施工、安全方面科学准备、精心筹划，加强管理，降低事故率，提高穿越的成功率，创造效益。
参考文献
[1]朱秀文.定向钻穿越施工中的常见事故及处理.地下水.2012.01
[2]刘盛兵、向启贵、刘坤.水平定向穿越施工及其风险控制措施探讨.石油与天然气化工.2008.4.353-356.
[3]游赟.管道定向穿越技术要求.重庆科技学院石油工程学院储运教研室.