敷设管道规格:直径1016毫米、壁厚16毫米、成品高压管道采用螺旋双面埋弧焊接DN1000管道,敷设长度1645米(为中国史上1016毫米管道所敷设的最长记录)。土质:粉质粘土,及沙层。入土角度9度、出土角度8度、曲率半径1500D。敷设形式-非开挖-水平定向钻机穿越
开工日期,2012年2月23日
竣工日期,2012年4月10日
2012年2月23日,首次采用威猛D330x500水平定向钻机,5.5寸钻杆导,172毫米X4.5米的泥浆马达并配备1.75度导向弯节和2.8立方/分钟的泥浆泵站进行导向施工。由于甲方及地形地貌限制,必须在出土点700米和400米处走两个S弯道。为保证信号线不被泥浆冲刷摇动与杆体摩擦接地,每64根钻杆加装一个固定线架。24日当进行到680米时田地冒浆不止,被迫停工。25日调整导向深度及曲率后重新导向施工,28日下午导向施工完成。导向施工过程中,最大扭矩22580牛米,最大推拉力28吨。
2月29日用D330x500水平定向钻机,采用700毫米旋切式回扩器开始首次扩孔施工,由于地下沙层和粘土层分布不均,当扩到750米时发现设备扭矩逐渐上升,每当加扩一根钻杆,扭矩就会上升530牛米,3月3日经现场施工人员协商决定,调D330x500钻机由出土点向后拖出。当回扩器拖出后发现,回扩器上全部被粘土糊死,看不到刀具。
3月5日调整泥浆配比后继续进行扩孔施工,当扩到1200米时,同样的问题再次发生,扭矩随着扩孔的距离的加长而上升,最后导致扭矩达到极限值6.8万牛米。为了避免卡钻和抱杆事故发生,立即决定再次在出土点,用D330x500钻机向外拖出。3月7日并召集相关人员分析研究失败原因,大部分人员认为是首次开孔切削量过大,加之钻杆扭曲变形导致回扩器切削力不足,我们已经完成了三分之二的开孔工程量,只要首次开孔完成
后面施工就不是问题。3月8日决定反向施工,将利用双向母扣转换短接,在入土点安装回扩器进行扩孔施工。谁知扩到280米时,同样的问题再次发生。
3月9日我公司得知施工情况后,本着服务第一客、客户至上的宗旨,立即派出了一名高级服务工程师到达施工现场,专项协助本次施工指导。
据现场分析原有的施工方案存在下问题;
一、泥浆配比不当。
二、钻杆单位面积压强过大。
三、地下土质不均匀。由于地貌限制,导向时必须走两道S弯轨迹。
四、虽然反浆很好,但是带出的泥削很少。
解决方案;
一、减少泥浆中膨润土用量,加入降粘添加剂及润滑剂确保回扩器刀齿不被粘泥包裹使其具备高效的切削能力,始终保持泥屑与泥浆充分搅拌成浆,防止扩完后孔洞缩孔。
二、由于部分钻进段土质特别松软承压能力极差,为减少钻杆单位面积压强。特加工三个浮筒与钻杆分段连接,每400米安装上一个,以便于减少压强并修复S弯轨迹。
三、根据地质情况应及时调整泥浆浓度和添加剂配比。
修改方案后,3月11日首次500毫米扩孔施工完成。施工中最大扭矩25000牛米,最大拉力20吨。
二级扩孔采用700毫米旋切式回扩器施工,3月15日700毫米扩孔施工完成。最大扭矩40000牛米、最大拉力20吨。三级扩孔采用800毫米挤扩式回扩器施工时,并将7-5/8寸半钻杆带上。于3月18日800毫米扩孔完成。最大扭矩40000牛米,最大拉力20吨。为确保施工顺利进行,3月19日凌晨将D330x500型钻机换成D1320x900型钻机,开始1100毫米扩孔施工,3月22日晚22点1100毫米扩孔施工完成。最大扭矩1万牛米,最大拉力60吨。
虽然施工在不断顺利进行,可是新的问题也体现出来了,被拖管线自重840吨,钻杆自重103吨,合计:943吨。摩擦系数按0.5计算,最小拉力是471.5吨,手上现有的分动器和U型吊环,均不在要求范围内,市场采购均没有现货,立即联系生产厂家马上订做加工,5日后厂家提货。
为保证底孔弯曲段平滑,尽量降低S弯处的阻力及扭矩,特意将12米1016管线与1400毫米回扩器连接组合扩孔施工工艺。其最大扭矩1万牛米,最大拉力60吨。
分析以上施工发现,旋转扭矩均有同样的波动现象,入土扭矩为25000牛米-回扩到400米S弯处时扭矩到达5万牛米至11万牛米-回扩到700米后扭矩进入正常的6万牛米。
4月1日开始1500毫米清孔施工,当扩到200米时,设备扭矩达到12万牛米设备扭矩即将达到极限,如果继续施工就有可能产生抱杆现象,那前面的工作即将前功尽弃。在这紧要关头威猛服务总工程师李正红赶到现场,立即决定重新调整泥浆比例反推出孔外。但是由于距离太远反推效果太差。东大公司纪俊海总经理当即立断,连夜调来公司库里的D330x500型钻机在后面助力,经过三天两夜的奋战与4月4日中午终于将1500毫米的回扩器拉出空外。
这是大家提着心并没有放下,不知孔内状况如何?这时美国威猛北京威猛公司技术支持及质量经理黄万平也来到施工现场助阵,为此工程保驾护航。现场分析并强调泥浆比例的好坏,是决定工程是否顺利进行的主要因素,一定要加强保证泥浆的质量。并决定采用
1100毫米筒式回扩器进行洗孔,洗孔过程中仔细观察设备的扭矩和拉力变化后,在考虑下一步施工方案。
4月4日16点1100毫米的洗孔开始了,在场的所有领导和员工各个顶住呼吸,目不转视的盯着钻机的扭矩表和拉力表,操作手的手心和后背湿润了,整条的香烟变空了,吸烟人的嘴唇麻木了,不吸烟人的喉咙沙哑了。当扩到200米时在场人员的心情平静了,设备的扭矩十分稳定,并且有下降趋势。这时奋战了几天几夜人们才拖着疲惫身躯离开现场。
4月7日1100毫米筒式回扩器施工完成。S弯处最大扭矩7.3万牛米。
大家看完工作记录后一致同意安装1500毫米回扩器再次洗孔施工,如果扭矩、拉力正常,4月10日实施拖管施工。纪俊海总经理下令;公司上下齐动员,一切按计划进行,各项分工明确,责任到人确保拖管顺利完成。天随人愿,4月9日下午庞大的1500毫米回扩器在发动机的轰鸣声中稳稳拖出洞外。记录表上S弯处最大扭矩保持在7.3万牛米,最大拉力60吨。
这时出入土两端的员工各自忙碌起来,卸回扩器的卸回扩器,上分动器的上分动器,换虎钳片的换虎钳片,好不热闹。
这时发送沟的注水工作已接近尾声,1645米巨龙已经稳稳浮在水面,俯首帖耳的等待入洞的指令。
4月10日凌晨1点18分,1645米的巨龙在威猛D1320x900型钻机的牵引下,缓缓驶入河北省安装公司和威猛公司为其共同打造巢穴,此时的起步拉力达到450吨。
随着巨龙的缓缓驶入大家平静的心也开始骚动起来,设备的拉力也在缓慢下降,快到S弯了,拉力表指示回拖力又开始慢慢上升,扭矩也逐渐上升,从5万牛米上升到10万牛米。威猛工程师们立即要求操作人员降低拖管速度,在场人员的心纠结起来,谁也不敢说句不吉利的话语,熬了两天一夜的眼睛就快掉下来似的。
这时天开始慢慢的下起了小雨,不知道应该说是风调雨顺好那,还是说风雨交加对,由于夜间视线太差上钻杆的员工没能发现这根钻杆丝扣的杂物,导致动力头在卸钻杆时大发脾气,就像顽皮的孩子不论如何“商量”就是不肯脱开钻杆,无奈之下18磅大锤一顿对打这才松口,这也是在整个施工过程中唯一的一次挨打。
巨龙就像是在考验我们的耐心和能力似的。中午12点30分470吨的拉力就像泄了气皮球,缓缓的降了下来,450吨、400吨、350吨、300吨,扭矩从新下降到正常的5万牛米。动力头以每分钟6米的速度前行,大家的情绪高涨了,疲惫的身躯有点睡意。
经过河北省安装工程公司、世纪东大公司上下员工的共同努力及威猛公司的大力支持和协助下,宝坻-静海-大港天然气输气管网工程,白庙-杨建段穿越工程与2012年4月10日22点30分画上了圆满的句号。通过此项目,河北省安装工程公司首次全程参与定向钻穿越项目的施工,并圆满成功。
