水平定向钻技术在管道穿越工程中的应用研究

刘鲁杰

摘 要：目前，随着科学技术的不断发展，水平定向钻技术在管道穿越工程中的应用也逐渐出现在人们的视野中，水平定向钻技术以其独特的优越性，为社会创造了良好的经济效益。该文首先介绍了水平定向钻技术系统的相关内容，然后阐述水平定向钻技术在管道穿越工程中的施工工艺特点以及水平定向钻技术在管道穿越工程中的控制要点，最后针对提高水平定向钻技术在管道穿越工程中的有效应用提出了相应的解决方案。

关键词：水平定向钻技术 管道穿越工程 应用 研究

中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0075-02

众所周知，随着我国国民经济的不断提高以及城市化的不断发展，在管道穿越工程中，传统的开挖方式已经不能满足城市发展的需要。因此，我们需要在传统的开挖方式的基础上进行改革和创新，针对目前面临的这种情况，我们在管道穿越工程中采取了水平定向钻技术，以便有效地解决在管道穿越工程中出现的问题，水平定向钻技术具备安全性和可靠性，所产生的社会经济效益十分明显，因此，水平定向钻技术在管道穿越工程中将会更加广泛地被推广和使用。

1 水平定向钻系统的简介

1.1 钻机系统

钻机系统是穿越设备钻进作业及回拖作业的主体，钻机系统的组成部分包括钻机主机、转盘等，它主要是通过将钻机主机放置在钻机架上，以此来完成钻进作业和回拖作业，达到不同作业状态下的要求。

1.2 动力系统

动力系统的组成部分包括液压动力源和发电机，动力系统的主要功能在于为钻机系统提高压液压油，并以此作为钻机的动力，保障钻机系统的正常运行。

1.3 控向系统

控向系统的主要功能在于控制钻头在地下的具体位置，从而能够正确地引导钻头进行钻进作业，控向系统在水平钻技术中必不可少，因为它可以保证钻头按照设计好的曲线进行钻进作业。目前，我国使用的控向系统主要是手提无线式和有线式两种形式的控向系统，二者各有优缺点，在针对不同状况的管道穿越工程中，应该根据管道穿越工程的实际情况，具体问题具体分析，综合考虑各种因素，选择最优的控向系统。

1.4 泥浆系统

泥浆系统的主要功能在于为钻机系统提供适合钻进工况的泥浆，泥浆与钻孔回拖密切相关，因此，在配置泥浆时，应以地质结构情况为主要依据来配置泥浆，这样的好处是可以稳定孔壁、清除钻进产生的土屑，从而起到固孔护管的作用。

2 水平定向钻技术在管道穿越工程中的施工工艺特点

（1）水平定向钻穿越施工技术具有先进的非开挖铺设管道技术，它可以广泛地应用到城市管道穿越工程的建设中，并且不需要开挖和回填，这就在一定程度上保证了其作业的高效率。除此之外，它的工程造价比较低，而且其对交通以及地面环境不构成任何的破坏。

（2）在管道穿越工程的施工中，它的施工不受季节以及恶劣天气的影响限制，因此，具有施工周期短、施工速度快、施工安全等特点。

（3）在水平定向钻技术在管道穿越工程中的应用过程中，一方面，其穿越设备的穿越精度高，并且其自带导向系统，可以有效地调整铺设方向；另一方面，管线弧形铺设距离长，这样可以满足在管道穿越工程中的设计以及施工要求，而且还可以使管线绕过地下障碍物。

（4）水平定向钻穿越施工技术适用于各种材质的管道穿越工程，水平定向鉆技术穿越工程施工并不影响人们正常生活和工作秩序，这样在一定程度上就可以避免传统管道穿越施工过程中对居民生活的影响。

3 水平定向钻技术在管道穿越工程中的控制要点

3.1 水平定向钻技术的组成要求

对水平定向钻技术的组成部分的要求可分为3个部分，即对钻机系统的要求是保证钻机的回拖能力满足管道穿越工程的施工要求；对控向系统的要求是当穿越管道深度在15 m以下时，应当采用有线控向系统；对泥浆系统的要求是根据实际情况保证泥浆的供给量、配比等。

3.2 重视到泥浆的作用

泥浆可以生动地比喻为水平定向钻管道穿越的血液，泥浆的粘稠度、供给量可以有效地保证钻机的钻进速度， 在一般情况下，导向孔的钻进速度要快于回拖速度要，但是也可能会由于别的原因，导致的实际情况与理论情况相反。

3.3 工程造价

影响工程造价的主要因素是地质情况，其次为管道长度以及钻机的成本，在管道穿越工程中要明确影响工程造价的因素，在此基础上，寻求合理的施工方案，最大限度地将工程造价降到最低。

4 提高水平定向钻技术在管道穿越工程中应用的有效措施

4.1 选择最佳方案

水平定向钻管道穿越是一种风险性比较高的工程，所以，在管道穿越施工过程中，必须最大限度地保证每个环节的安全性，因为任何小的失误都可能带来严重的后果。在管径大、地质差的穿越工程中，施工过程可能会出现卡钻、断钻等风险，对此，在施工过程中应当结合管道穿越工程的实际情况，统筹兼顾，优化组合，从而选择最优的施工方案，保证穿越工程的成功进行。

4.2 严格进行导向孔作业

导向孔是穿越设计路径地下成孔贯通的基础，在进行导向孔作业中，必须要严格控制曲率半径，以此来保障穿越曲线的平滑稳定，保证后续工作的正常进行。

4.3 提高工作人员的专业技能与专业素质

在针对提高水平定向钻技术在管道穿越工程中应用研究过程中，必须提高工作人员的专业素质和专业技能，同时还要改观工作人员的工作作风和工作理念，促使工作人员本着对工作负责的态度，认真地对待每一项工作，增强工作责任心，并能主动地学习专业知识，提高自己的专业技能以及综合素质。为此，必须要采取一系列，措施，首先就要加强对工作人员的相关培训工作，帮助他们更加充分地掌握水平定向钻技术的相关概念，管道穿越工程常见的问题以及此项工程的施工技术要点等，最大程度地保证管道穿越工程的正常运行。除此之外，还可以聘用具备更高要求专业技能的工作人员，通过这种方式不仅可以提升工作人员对专业知识及专业技能的掌握，还能够增强其责任意识，增强管道穿越工程的安全性。

4.4 制定安全管理制度

“没有规矩不成方圆”，要想强化管道穿越工程中的水平定向钻技术，保障其工程有效正常的进行，必须要建立起一套完整的管理制度，明确各种提高管道穿越工程安全保障应采取的相关措施。因此，要合理地分析水平定向钻技术的有关特性以及相关内容，充分了解管道穿越工程可能发生的故障，并在此基础上，建立健全质量保证体系和管理制度，更好地保障管道穿越工程的安全性。

4.5 制定目标

在对水平定向钻技术在管道穿越工程中应用的研究的过程中，我们追求的是管道穿越工程的质量和安全度。因此，需要充分了解水平定向钻的相关知识以及相关的施工工艺特点，并且制定一个目标，针对其可能发生的安全问题以及产生的后果进行预测和估计，还要采取有效详细的措施，尽最大可能地完成既定的目标。因此，我们应当结合管道穿越工程的实际情况，实事求是，严格遵循该工程的评估标准，努力追求和实现其质量目标。

5 结语

综上所述，通过该文对水平定向钻技术在管道穿越工程中的相关介绍，我们了解了水平定向钻的相关内容以及水平定向钻的组成部分，这对我们更好地掌握水平定向钻技术起到了很大的帮助作用，从而能够最大限度地提高水平定向钻技术在管道穿越中的有效运用，保障管道穿越工程的安全稳定，促进我国的经济发展和社会稳定。

参考文献

[1] 闰相祯，丁鹏，杨秀娟.水平定向钻技术在管道穿越工程中的应用研究[J].石油学报，2008（3）：292-293.

[2] 罗明，乾炜杰.水平定向钻技术在汉江输油管道穿越工程中的应用[J].化工建设工程，2001（3）：24-25.