油氣管道水平定向鉆穿越施工風(fēng)險控制全套

油氣管道水平定向鉆穿越施工風(fēng)險控制水平定向鉆法是管道敷設(shè)施工非開挖敷設(shè)方式之一，水平定向鉆施工具有環(huán)境擾動小、施工精度高、易于調(diào)整方向和埋深等優(yōu)點，但對于已建埋地管道的運營單位，開展水平定向鉆交叉穿越第三方施工監(jiān)管時，往往存在監(jiān)管困難等問題。本文通過某公司事故案例分析，結(jié)合定向鉆與油氣管道設(shè)施交叉穿越的相關(guān)規(guī)范要求，對定向鉆交叉施工管理和過程風(fēng)險控制進(jìn)行分析。1事故案例分析2021年3月，A施工單位采用水平定向鉆方式新敷設(shè)一條天然氣管道，從B管道公司一條成品油管道下方交叉穿越。在導(dǎo)向鉆已完成、定向鉆施工擴孔過程中，定向鉆桿與成品油管道底部管壁直接接觸并持續(xù)旋轉(zhuǎn)摩擦，導(dǎo)致成品油管道被磨穿并發(fā)生大量泄漏。事故直接原因：定向鉆穿越工程施工擴孔過程中，由于粒徑大的礫砂不斷在底部沉積使得鉆桿發(fā)生向上漂移，與管道持續(xù)旋轉(zhuǎn)摩擦造成管道泄漏。事故間接原因：一是未準(zhǔn)確掌握施工現(xiàn)場地質(zhì)情況，施工單位未針對此工程開展地質(zhì)勘測，不了解該穿越段存在礫砂層，忽略了對礫砂沉積導(dǎo)致鉆桿偏移的風(fēng)險識別。二是不符合規(guī)范要求，交叉位置導(dǎo)向孔與成品油管道底部垂直凈距不足4米，不滿足SY/T?6968―2021《油氣輸送管道工程水平定向鉆穿越設(shè)計規(guī)范》中6米規(guī)定。三是施工單位對水平定向鉆穿越施工工藝管控不到位，選用的桶式擴孔器不合理，在穿越礫砂及黏土地層時，在泥漿中的浮力較大，產(chǎn)生向上偏移推力，鉆桿漂移與成品油管壁直接接觸導(dǎo)致事故發(fā)生。2定向鉆施工管理常見問題水平定向鉆施工主要分為導(dǎo)向鉆孔、擴孔、洗孔、管道回拖幾個流程。雖然定向鉆施工技術(shù)和定向鉆機設(shè)備已相對成熟，但由于埋地設(shè)施錯綜復(fù)雜，且不同地區(qū)的地質(zhì)條件存在差別，實際施工過程仍存在較大風(fēng)險。目前管道運營單位在定向鉆施工監(jiān)管中主要存在以下問題。提前介入不足。管道企業(yè)通常與建設(shè)單位和施工單位聯(lián)系密切，卻很少參與施工方案設(shè)計工作，與工程設(shè)計單位聯(lián)系較少，缺乏前期1-3=1-1*9/10+2*9-7=3定向鉆施工設(shè)計階段的溝通和對接，從而無法在方案設(shè)計階段及時發(fā)現(xiàn)并指出定向鉆施工方案設(shè)計缺陷和存在的風(fēng)險。方案審查不嚴(yán)。審查人員對水平定向鉆穿越工程設(shè)計規(guī)范掌握不到位，無法根據(jù)相關(guān)規(guī)范和體系文件準(zhǔn)確找出定向鉆施工方案中的不符合項，對施工風(fēng)險研判不到位。前期準(zhǔn)備不到位。定向鉆施工前，未能準(zhǔn)確掌握埋地設(shè)施分布的詳細(xì)情況。明確穿越位置后，未能選擇合適位置開展工程地質(zhì)勘測，因此不能準(zhǔn)確掌握穿越處地質(zhì)條件，無法預(yù)估穿越地層的阻力和力矩，致使導(dǎo)向鉆控向困難或鉆桿漂移。缺少風(fēng)控手段。定向鉆穿越施工均為地下作業(yè)，管道運營單位的施工監(jiān)護(hù)人員無法直觀觀察到鉆進(jìn)位置和深度，不利于及時發(fā)現(xiàn)施工過程中的異常情況。（5）違章施工難以防范。個別施工單位為避免繁瑣的審批、報備手續(xù)，未經(jīng)管道運營單位許可野蠻違章施工。3定向鉆穿越施工風(fēng)險控制措施通過分析總結(jié)事故教訓(xùn)，應(yīng)高度重視定向鉆交叉穿越工程可能帶來的重大風(fēng)險，針對風(fēng)險因素制定現(xiàn)場監(jiān)管措施，并認(rèn)真加以落實。施工準(zhǔn)備階段。首先，準(zhǔn)確掌握擬采用定向鉆鋪設(shè)的管道和需穿越的埋地管道各詳細(xì)參數(shù)，包括管材、壓力、輸送介質(zhì)、附屬設(shè)施及其他地下隱蔽工程。其次，定向鉆施工區(qū)域按照《油氣輸送管道工程水平定向鉆穿越設(shè)計規(guī)范》關(guān)于勘探點位、勘探深度和資料搜集要求做好地質(zhì)勘查工作，將地勘報告作為施工方案的重要附件，明確定向鉆施工區(qū)域的地下土層結(jié)構(gòu)，從而對曲線軌跡設(shè)計、導(dǎo)向鉆頭選取、擴孔器的選擇提供判斷依據(jù)。并根據(jù)該規(guī)范第7部分選擇定向鉆出入土點、布設(shè)定向鉆機安裝場地、泥漿池設(shè)置位置等。再次，在役管道運營單位應(yīng)利用管道定位設(shè)備對管道進(jìn)行精準(zhǔn)定位，采用人工開挖探坑的方式在交叉點位置找到管道及伴行光纜。方案設(shè)計審查。首先，明確定向鉆設(shè)計路徑與管道的平面位置關(guān)系，通過平面關(guān)系圖清晰顯示定向鉆與已建油氣管道的具體交叉位置和交叉角度，定向鉆總長度以及交叉位置相對定向鉆軌跡水平方向的位置，宜將交叉點設(shè)置在定向鉆沿水平方向平緩?fù)七M(jìn)的階段，不應(yīng)設(shè)置在向下鉆進(jìn)和向上抬升的階段。其次，合理設(shè)計定向鉆穿越軌跡，繪制定向鉆施工縱斷面圖，定向鉆彈性敷設(shè)曲率半徑不宜小于1500D，不應(yīng)小于1200D，曲率半徑越大，管道承受的彎曲應(yīng)力越小。交叉點處管道垂直間距滿足不小于6米的強制要求，同時應(yīng)綜合考慮到擴孔器種類和尺寸的影響，視現(xiàn)場實際情況適當(dāng)增大交叉間距。在定向鉆軌跡曲線的水平方向上，每隔一定距離設(shè)置監(jiān)測點，便于監(jiān)護(hù)人員實時掌握鉆頭的位置和埋深。再次，嚴(yán)格審查地質(zhì)勘察報告，必要時邀請行業(yè)專家參加評審。水平定向鉆不應(yīng)長距離穿越卵石層、礫石層、破碎硬質(zhì)巖石層及大于2毫米以上顆粒含量30%～50%的礫砂層，避免出現(xiàn)因?qū)蚴《黾邮┕わL(fēng)險。施工現(xiàn)場布控。定向鉆施工應(yīng)按照大型施工執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場布控，在施工區(qū)域出入土點、管道交叉位置采用彩鋼瓦、鐵絲護(hù)欄網(wǎng)等硬隔離措施進(jìn)行圍擋。施工區(qū)域應(yīng)懸掛第三方施工安全告知牌和醒目的警示標(biāo)識，夜間作業(yè)應(yīng)保證充足的照明條件，布控區(qū)域四周設(shè)置警示燈。施工過程管控。首先，在管道可視的情況下完成定向鉆穿越。在施工出入土端方向距離管道中心線兩側(cè)5米位置，沿平行于管道的方向開挖監(jiān)測槽。監(jiān)測槽深度大于管道底部1米以上，長度為定向鉆設(shè)備最大偏移誤差值加兩側(cè)各4米。因現(xiàn)場作業(yè)空間和地形地貌限制，不具備監(jiān)測槽開挖條件的，在迎鉆頭一側(cè)設(shè)置鋼板進(jìn)行保護(hù)，鋼板入地深度和設(shè)置寬度與監(jiān)測槽設(shè)置原則一致。其次，定向鉆機導(dǎo)向儀跟蹤采用有線控向和無線控制相結(jié)合的方式，確保對導(dǎo)向鉆的精準(zhǔn)定位。定向鉆機施工過程中，應(yīng)至少指派1名專業(yè)人員或聘請有資質(zhì)的專業(yè)監(jiān)理24小時監(jiān)控施工運行狀態(tài)，跟蹤導(dǎo)向鉆鉆進(jìn)參數(shù)。導(dǎo)向與司鉆要保持及時溝通，嚴(yán)格按設(shè)計曲線要求鉆進(jìn)。定向鉆穿越軌跡曲線水平方向每隔一定距離應(yīng)設(shè)置一處數(shù)據(jù)控制點，對鉆頭的深度和位置進(jìn)行實時監(jiān)測，控制導(dǎo)向孔不偏離預(yù)設(shè)曲線。若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向曲線有偏離設(shè)計方案的趨勢或冒漿、卡阻等其他異?，F(xiàn)象時，應(yīng)立即停止施工。聯(lián)合竣工驗收。定向鉆穿越工程結(jié)束后，管道運營單位和定向鉆施工單位應(yīng)對交叉穿越管段進(jìn)行聯(lián)合竣工驗收，通過探坑、監(jiān)測槽確認(rèn)管道是否受損、是否因施工擾動發(fā)生位移和沉降，并將實際定向鉆軌跡曲線作為竣工資料進(jìn)行歸檔。確認(rèn)管道無異常后，對探坑、監(jiān)測槽進(jìn)行回填，拆除施工現(xiàn)場硬隔離圍擋，做到工完料凈場地清。4結(jié)語隨著經(jīng)濟發(fā)展對油氣資源需求增長，城鎮(zhèn)化水平不斷提高，油氣管道運營企業(yè)將頻繁面對定向鉆交叉施工所帶來的風(fēng)險?，F(xiàn)階