油气管道定向钻穿越“多接一”回拖的难点与应对

期刊: 环球科学 2023年第15期 DOI: PDF下载

侯彬

国家管网集团工程质量监督检验公司 乌鲁木齐站,新疆,830000

摘要

油气管道定向钻穿越的“多接一”技术是一种应用于油气管道工程的创新施工方法,通过一次定向钻穿越实现同时连接多根管道,降低成本、减少对地下空间的干扰。然而,该技术在实施过程中面临多项难点,如焊接质量控制、地层条件对回拖的影响、试压难度及质量控制、回拖区布置设计的挑战以及大管径定向钻的困难。为应对这些问题,高效施工措施、地层条件风险控制、严格焊接检测措施以及合理发送管道方式等措施被提出。这些措施旨在确保“多接一”技术的成功实施,提高施工效率和管网可靠性,为油气输送系统的建设提供创新解决方案。


关键词

定向钻;“多接一”;回拖; 措施

正文


油气管道工程中,“多接一”回拖技术作为定向钻穿越的先进施工方式,具有连接多根管道、降低成本的显著优势。然而,在应用过程中,面临多重挑战,需要综合考虑地层特征、焊接质量、试压难度等因素。本文将深入探讨“多接一”回拖技术所面临的难点,并提出相应的解决措施,以期为工程实践提供有益参考。

1“多接一简介

油气管道定向钻穿越的多接一技术是一种应用于油气管道工程的先进施工方法。该技术通过定向钻进穿越地下障碍物或交叉设施,实现油气管道的布设和连接。所谓的多接一指的是通过一次定向钻穿越,可以同时连接多根管道,降低施工成本和减少对地下空间的干扰。这一技术利用先进的导向系统和钻头设计,确保在穿越过程中准确掌握井位,同时实现多管道的精准定位和布置,提高了施工效率和管网的整体可靠性。通过多接一技术,油气管道工程能够更灵活地适应复杂地质条件和城市建设要求,为油气输送系统的建设提供了创新的解决方案。

2多接一的研究意义

"多接一"技术在油气管道工程中具有重要的研究意义。首先,该技术通过一次定向钻穿越实现多管道的连接,显著降低了施工成本,提高了施工效率,为油气输送工程的经济可行性和可持续性提供了创新解决方案。其次,"多接一"技术通过减少对地下空间的干扰,有助于保护环境和降低对地质结构的破坏,符合可持续发展的理念。此外,研究"多接一"技术还有助于推动油气管道工程领域的技术创新,提高整个行业的工程实施水平,为未来更复杂地质条件和城市建设要求下的油气输送系统提供更灵活、可靠的建设方案。因此,深入研究"多接一"技术对于促进油气产业的可持续发展和工程管理的提升具有重要的战略价值。

3“多接一回拖技术的难点

3.1 焊接质量控制的难点

 由于多接一回拖定向钻的停留时间较短,焊接占用时间为最长,一旦焊接质量不合格需要返修,可能导致更长时间的停滞。在地层稳定的情况下,略微长时间的停滞对施工影响较小,但如果地层不稳定,可能会影响管道回拖的成功率,成为多接一技术的一项风险。

3.2 地层条件对回拖过程的影响

当遇到粘性较强的粘土地层时,多接一回拖暂停过程中容易出现泥包钻头或抱死现象,可能引起施工延误。而在砂层等成孔性较差的地层,暂停时间过长则容易导致塌孔、卡钻等问题,进一步影响回拖的顺利进行。地层条件对回拖过程的复杂性增加,需要综合考虑地质特征以减少潜在问题的发生。

3.3 试压难度及质量控制

 根据相关规范,定向钻穿越回拖前应进行一次严密性试压和一次强度试压。然而,在多接一回拖中存在多处碰死口,无法进行强度试压,使得施工中需要加强对每处碰死口的质量控制。当场地受限,需分段进行管道预制时,每段管道都需要进行单独试压,增加了施工操作的复杂性,对施工工期造成严重影响。

3.4 回拖区布置设计的挑战

 由于整个定向钻管道需要分几十段进行预制,每段长度较短,难以形成常规定向钻出土端的猫背形式,使得管道难以顺利回拖入洞。因此,需要对回拖区的布置形式进行其他设计考虑,增加了设计上的复杂性。

3.5 大管径定向钻的困难

 多接一回拖中,小管径定向钻相对较为主要,而大管径定向钻由于扩孔后洞室直径较大,分段接口暂停过程中维持其孔壁稳定性的难度较大。大管径通常会在管内安装配重管,这会增加多接一回拖的实施难度,导致大管径回拖成功率相对较低。

窗体顶端

4应对措施

4.1 高效施工措施

 为确保多接一回拖技术的成功实施,需要在施工组织和工序方面采取一系列高效措施。首先,在施工组织上,选择三班倒的工作制,备用一班人员,加强与检测单位、复评单位的沟通协调,以减少焊接、防腐工艺间的间隔时间。此外,在施工人员选择上,依据优中选优原则,选择熟练掌握焊接工艺且技术过硬的焊工,以确保焊接合格率,尽量减少返修带来的返工时间。在施工设备选择上,建议选择完好率良好的设备,尤其对于焊机等重要设备,建议采用一备一用的备份方式,确保设备的可靠性。采用多工位焊接、检测、补口的方式,能够显著缩短接口时间,提高施工效率。

4.2地层条件风险控制

 针对地层条件对多接一回拖的风险,特别是在粘土、砂层等地层情况下,需要谨慎选择施工方式。建议在以基岩为主的地层中采用多接一回拖方式,因为在这种情况下,孔洞相对稳定,不容易出现塌孔、抱钻等现象。若面对无法控制的地层风险,应避免采用多接一回拖,或者考虑改变穿越方式以降低风险。在任何情况下,都建议选择经验丰富的泥浆工程师,采用合理的泥浆配置,通过实时调整泥浆配比来适应施工中的地层变化,确保形成质地优良的泥饼,增强泥浆的护壁功能和携带能力,有效防止塌孔。

4.3严格焊接检测措施

 针对多接一回拖中每段管道需要进行单独严密性试压和强度试压的要求,建议在预制场地中对每段管道进行分段(每段约几十米)的严密性试压和强度试压。同时,考虑采用较为先进的焊接和检测方式,例如100% AUT+100% DR的检测方式,以确保焊接质量,并通过这种方式缩短焊接检测时间。对于无法进行强度试压的几十处碰死口,需要精心选择检测方式,确保焊接工艺的可控性。在这一过程中,专家论证会等形式可以对采用后文提到的处理方式进行严格论证,确保实施的可行性。需要强调的是,这种处理方式要求整个焊接检测过程更加严格和谨慎,一旦回拖完成后的强度试压不符合要求,需要将管道重新拖出进行重新焊接和检测。

4.4 合理发送管道方式

 针对多接一回拖中由于每段管道长度较短,无法形成常规定向钻出土端的猫背形式发送管道顺利回拖入洞的问题,可以考虑采用合理的发送管道方式。其中,铺管船发送管道是一种可行方式,尤其适用于海底定向钻穿越。在这种方式下,对管道进行预制,并在铺管船上通过滚轮输送到船尾,通过卸扣与扩孔器及钻杆连接,实现回拖入洞的过程。这样的方式能够有效缩短接口时间,提高整体的施工效率。

5结束语

总体而言,多接一回拖技术在油气管道工程中具有重要的应用前景,通过对难点的深入研究和采取相应的应对措施,有望实现施工效率的提升和工程可靠性的增强。未来,随着技术的不断创新和经验的积累,相信这一先进的定向钻穿越技术将更好地满足油气输送系统建设的需求,为行业发展带来新的突破。

参考文献

[1]王思华. 定向钻穿越海沟勘察质量控制与物探成果应用 [J]. 云南水力发电, 2023, 39 (12): 324-332.

[2]计雪. 浅谈辽河油田建设有限公司穿越项目部市场环境与战略分析[C]// 重庆市教育国际交流协会. 经济管理与技术创新论文集. 辽河油田建设有限公司;, 2022: 4. DOI:10.26914/c.cnkihy.2022.014446.

[3]王学,何少炜,陆鹏州. 油气管道定向钻长距离穿越粉细砂地层安全控制技术 [J]. 中国储运, 2022, (07): 68-69. DOI:10.16301/j.cnki.cn12-1204/f.2022.07.092.

[4]卜晓芹,郝明勤. 国内最长距离黄河定向钻一次回拖成功 [J]. 油气田地面工程, 2022, 41 (01): 58.


...


阅读全文