Tecnología de construcción y gestión del cruce de perforación direccional para tuberías de larga distancia

1 Características de la construcción de perforación direccional de tuberías de larga distancia

La perforación direccional a través de la construcción no obstaculizará el tráfico, no destruirá el espacio verde, vegetación, no afectará a las tiendas, daños y efectos adversos sobre el tráfico, medio ambiente, cimientos de edificios circundantes. No hay agua ni operación submarina, no afecta a la navegación del río, no daña los diques y las estructuras del lecho del río a ambos lados del río, y la construcción no está limitada por las estaciones. Tiene las características de corto período de construcción, poco personal, alta tasa de éxito, y construcción segura y confiable. Es fácil ajustar la dirección de colocación y la profundidad del entierro, La distancia de colocación del arco de la tubería es larga, y la tubería puede evitar los obstáculos subterráneos. La profundidad enterrada de la perforación direccional es generalmente inferior a tres metros.. Al cruzar el río, generalmente está enterrado a una profundidad de 7-18 metros bajo el cauce del río. Hay muy poco oxígeno y otras sustancias corrosivas en el estrato, por lo que desempeña el papel de anticorrosión natural y preservación del calor. En comparación con otros métodos de construcción, la velocidad de entrada y salida del sitio es rápida, el sitio de construcción se puede ajustar de manera flexible, especialmente en construcción compleja, puede demostrar plenamente sus ventajas, y la construcción ocupa menos terreno, el costo del proyecto es bajo, y la velocidad de construcción es rápida.

2 La tecnología de perforación direccional y construcción de cruces de tuberías de larga distancia

El proceso de construcción del cruce de perforación direccional generalmente se divide en dos etapas.: La primera etapa consiste en perforar un orificio piloto de acuerdo con la ruta de la curva de diseño; La segunda etapa consiste en volver a aserrar el orificio piloto y arrastrar la tubería de vuelta al orificio piloto a lo largo del orificio piloto ampliado. En el agujero, Completar el trabajo de cruce de tuberías.
detalles de la siguiente manera:
2.1 Prefabricación de tubos de acero: a unos 5 m de distancia del punto de excavación por donde pasa la perforación direccional, las tuberías prefabricadas están dispuestas, y la longitud es aproximadamente 3-5 m más larga que la longitud del diseño. Después de soldar, después de pasar la apariencia y las pruebas no destructivas, la resistencia a la presión y la estanqueidad se llevan a cabo de acuerdo con los requisitos de la especificación. prueba. La unión de soldadura anticorrosión se llevará a cabo una semana antes de que se pase el taladro direccional y se arrastre hacia atrás., y la detección de chispas eléctricas anticorrosión y fugas se llevará a cabo en la tubería prefabricada, y se coloca en el soporte del rodillo para el modo de espera.
Solo cuando está limitado por el sitio de diseño de la tubería, Se puede utilizar el método de diseño de tubería dos a uno o varios a uno, Es decir, Dos filas y varias filas de tuberías terminadas están dispuestas en paralelo.
2.2 Perforación de agujeros piloto: La plataforma de perforación se instala en el lado del punto de entrada, y la broca de perforación y la placa guía apropiadas o el motor de lodo subterráneo deben seleccionarse de acuerdo con las condiciones geológicas que se van a cruzar.. La broca gira) para cortar la formación, y la dirección de perforación de la broca se avanza continuamente, medido y ajustado para garantizar que la curva del orificio piloto completada cumpla con los requisitos de diseño.
2.3 Pre-escariado y arrastre de tuberías prefabricadas: En general,, cuando el diámetro es mayor que 200 mm, pre-reaming es necesario, y el diámetro y los tiempos de pre-escariado se determinan de acuerdo con el modelo específico de la plataforma de perforación y las condiciones geológicas. Ya que en la etapa de perforación del agujero piloto, El orificio perforado suele ser más pequeño que el diámetro de la tubería de retorno. Para que el diámetro del orificio perforado alcance 1.3 Para 1.5 multiplica el diámetro de la tubería de retorno, es necesario utilizar un escariador para guiar desde el punto de excavación hasta el punto de entrada al suelo. El orificio se amplía hasta el diámetro requerido.
2.4 Tubería prefabricada de acarreo de fondo: Después de que el orificio subterráneo esté pre-escariado y cumpla con los requisitos de retro-acarreo, conecte la tubería de perforación, Escariador, junta de back-hauling y tubería instalada en secuencia, e iniciar la operación de back-hauling, que es accionada por la plataforma giratoria de la plataforma de perforación La tubería de perforación gira y se retira para llevar a cabo el escariado y el arrastre. Ya que el agujero agrandado está lleno de barro, La tubería de productos se encuentra en estado suspendido en el taladro ampliado, y el entorno de la pared de la tubería y el orificio está lubricado por el barro, lo que reduce el reflujo. La resistencia al arrastre también protege la capa anticorrosiva de la tubería. Después de múltiples pre-escariados por la plataforma de perforación, el diámetro final del orificio es generalmente 1.5 veces mayor que el diámetro de la tubería, que generalmente no daña la capa anticorrosiva.

3 La diferencia y los elementos de control de riesgo entre toda la perforación direccional y la perforación direccional “múltiplo por uno” proceso

“Añadir uno más” El cruce de perforación direccional de arrastre hacia atrás significa que cuando el arrastre hacia atrás de la primera fila de tuberías terminadas se conecta de extremo a extremo con la segunda tubería terminada, Se suspende la resistencia atrás, y la resistencia posterior de la primera fila de tuberías prefabricadas y la segunda fila de tuberías prefabricadas se sueldan sin daños. Inspección y reparación anticorrosiva, y, a continuación, continúe arrastrando hacia atrás, y así sucesivamente, Arrastre la canalización de vuelta al punto de entrada. Porque el “Conexión múltiple” El taladro direccional de remolque posterior generalmente puede permanecer dentro 5 horas, el tiempo de soldadura es el más largo en estos 5 horas. Si la calidad de la soldadura no está calificada y reparada, Afectará a la canalización. La tasa de éxito del remolque trasero es también el riesgo de “Añadiendo uno más” a la perforación direccional.
3.1 La diferencia entre todo el recorrido de perforación direccional y el recorrido de perforación direccional de arrastre posterior "múltiple por uno"
3.1.1 La diferencia entre procesos
taladro direccional completo
3.1.2 Diferencias en los métodos de construcción
En el proceso de construcción de perforación direccional “Multiconexión” y el arrastre general de la perforación direccional, Dos (varios) secciones de trazado de tuberías, soldadura intermedia, se agregan pruebas no destructivas y reparación anticorrosiva. Entre ellos, Dos secciones de diseño de tuberías y soldadura a mitad de camino de tuberías son los pasos más críticos, reflejando la connotación de “Múltiples conexiones”. Además de las características de todo el cruce direccional del taladro, el “Conexión múltiple” La perforación direccional de remolque posterior divide principalmente la tubería de acero de remolque posterior en dos secciones o múltiples secciones para el diseño de la tubería, ensamblaje, soldadura, ensayos no destructivos, reparación anticorrosiva y presión hidráulica. prueba. por lo tanto, Los distintos procesos deben estar estrechamente relacionados. Solo organizando adecuadamente la conexión entre los diversos procesos se puede implementar sin problemas la perforación direccional.. A continuación, lleve a cabo el arrastre posterior de la tubería hasta que finalice el arrastre posterior.
3.2 Control de Riesgos
Además de factores objetivos como la geología y la geomorfología, la plataforma de perforación no se puede detener durante demasiado tiempo (acerca de 5 horas) cuando la perforación direccional se remolca una por una. En estos 5 horas, soldadura de tuberías, ensayos no destructivos, y se debe completar la reparación anticorrosiva. Solo entonces se puede retirar la tubería. por lo tanto, Los distintos procesos deben estar estrechamente relacionados, de otra manera, una vez que la plataforma de perforación está atascada debido a un retraso en el tiempo, la pérdida causada es a menudo inconmensurable.
Entonces, ¿cómo evitar y controlar el riesgo de “Añadiendo uno más” Perforación direccional Back Tow, debemos aumentar el control y la gestión de la construcción en términos de tecnología y gestión, y evitar riesgos para asegurar el éxito de la travesía. El control específico es el siguiente:
3.2.1 Determinación del plan de construcción
El estudio de ingeniería debe llevarse a cabo antes de la construcción de perforación direccional. La investigación técnica se llevará a cabo de conformidad con el “Código para la Investigación de Ingeniería Geotécnica” GB50021, “Código para la Investigación de Ingeniería Geotécnica” DBJ13-84 y “Especificación técnica para la detección de tuberías subterráneas urbanas” para estudios geológicos e investigación de tuberías subterráneas: recopilar tráfico in situ, fuente de agua, fuente de alimentación, Carretera de transporte de construcción, obra y otros materiales; comprobar las tuberías subterráneas con otros departamentos (Comunicación, electricidad, abastecimiento de agua y drenaje, etcetera.), y utilizar detectores para determinar el tipo, estructura, ubicación, dirección y profundidad de enterramiento de otras tuberías en la ubicación de la ruta de construcción de perforación direccional; El muestreo de perforación de exploración o los métodos de excavación local se utilizan para obtener información como la distribución de las capas de suelo subterráneas., nivel de las aguas subterráneas, pH del suelo y del agua, etcetera. en la ubicación de la ruta de construcción de perforación direccional. Solo cuando los resultados de la encuesta muestran que la calidad del suelo del sitio es buena, ¿Puede el “Multi-por-uno” Se realizará la perforación direccional de retroarrastre. Si hay una capa de arena, No es adecuado utilizar el taladro direccional de arrastre hacia atrás "conectado a varios" para cruzar, y se debe minimizar la longitud del taladro direccional general de arrastre hacia atrás, e incluso el taladro direccional general de arrastre hacia atrás en varias secciones se utiliza para el cruce.
El espesor de la pared de la tubería de acero utilizada para el escariado de barro y el retroceso debe determinarse de acuerdo con la profundidad del entierro., la longitud del retroceso y las condiciones de la capa de suelo.
Antes de la construcción, inspeccione cuidadosamente el sitio para determinar una posición de soldadura razonable. Al colocar la tubería, el montículo debe ser golpeado, y el método de dos bajos y medios altos es beneficioso para drenar el agua residual durante la prueba de presión de la tubería. La mejor ubicación para la soldadura es 40 a metros del punto de excavación. La posición de soldadura debe seleccionarse lo más alto posible en el terreno plano., y evitar lugares bajos y estancados.
La trayectoria del orificio piloto de perforación direccional debe estar compuesta de segmentos de línea recta oblicua, segmentos curvos, y segmentos horizontales en línea recta. Debe combinarse de manera integral de acuerdo con los requisitos técnicos de la tubería., condiciones del sitio de construcción, maquinaria de construcción, etcetera.
El radio mínimo permitido de curvatura de la tubería de acero colocada por perforación direccional debe calcularse mediante fórmula. (Fórmula 1), o puede estimarse en no menos de 1200D.
En las condiciones que la longitud de cruce y las condiciones del proceso lo permitan., El radio de curvatura de la tubería que cruza la tubería debe ser lo más grande posible para el “Añadir uno más” Taladro direccional de arrastre hacia atrás, que es preferiblemente 1500 multiplica el diámetro de la tubería, pero el radio de curvatura mínimo no debe ser inferior a 300 m. La tubería de cruce debe ser una sección de tubería recta dentro de los 20 m a 30 m después del punto de entrada.
3.2.1.1 El diseño de la trayectoria del orificio piloto de perforación direccional se puede determinar mediante el método de dibujo o el método de cálculo.:
(1) Método de dibujo: La determinación de los ángulos de entrada y salida y los segmentos de curva se puede llevar a cabo de acuerdo con los dibujos.
En la imagen: α1 – Ángulo de entrada al suelo
α2 – ángulo desenterrado
A – punto de entrada
D – Punto de excavación
B: el punto de cambio de vía del primer segmento de curva y del segmento de línea recta
C: el punto de cambio de trayectoria del segmento de línea recta y del segundo segmento de curva.
h——seguimiento (colocación de tuberías) profundidad
L1+L2+L3—: la longitud horizontal de la perforación y colocación direccional
(2) Método de cálculo: El cálculo de los ángulos de entrada y salida y los segmentos de curva se puede calcular de acuerdo con la figura anterior y las siguientes fórmulas.
El ángulo de entrada debe cumplir las siguientes condiciones: (1) El ángulo de entrada debe determinarse de acuerdo con el rendimiento del equipo.. 2)El ángulo de entrada se determinará en función de las condiciones de la obra. (3) El ángulo de entrada se determinará en función de la distribución de las tuberías subterráneas existentes. (Estructuras) en la ruta de cruce. (4) La distancia entre el ángulo de entrada (punto) y el punto de partida de cruzar el obstáculo debe ser capaz de completar la perforación de la sección de deflexión. (5) El ángulo de entrada (punto) debe ser capaz de cumplir con los requisitos de profundidad de colocación de tuberías. (6) El ángulo de entrada al suelo debe ser de 6 ° ~ 10 °, y el valor más pequeño debe tomarse cuando la perforación direccional está "conectada una más". (7) El ángulo desenterrado debe ser de 4 ° ~ 10 °, y el valor más pequeño también se toma cuando la perforación direccional está "conectada una más".
Cuando la perforación direccional pasa a través de carreteras, ferrocarriles, ríos, y edificios de tierra, la profundidad mínima de cobertura debe cumplir los requisitos de diseño y las especificaciones profesionales; cuando no hay requisitos especiales para el diseño y las especificaciones profesionales.
Pozo de trabajo: Para perforación y colocación direccional, la forma, El tamaño y la profundidad del pozo de trabajo deben determinarse de acuerdo con las condiciones del sitio., tipo de tubería, diámetro de la tubería, material, profundidad enterrado, condiciones geológicas, distribución de tuberías subterráneas existentes y parámetros de diseño de la construcción de perforación direccional. Las formas de soporte del pozo de trabajo se dividen en pilotes de chapa de acero., pilotes de hormigón armado, soporte de hormigón proyectado y soporte de clasificación.
3.2.1.2 Cálculo de la fuerza de retroceso y selección de la plataforma de perforación direccional
La fuerza de retroceso de la perforación direccional debe calcularse de acuerdo con la fórmula (2):
La plataforma de perforación direccional debe seleccionarse de acuerdo con 1.5 Para 3 multiplicado por el valor calculado de la fórmula 2. Uso “Conexión múltiple” Taladrado direccional de arrastre hacia atrás para cruzar 3 veces.
3.2.2 Personal
Solo se requiere una unidad de perforación direccional para la perforación direccional de arrastre general, y no se requiere ninguna unidad de construcción de tuberías. En el proceso de perforación direccional de remolque posterior, el “Conexión múltiple” El taladro direccional de remolque posterior también debe estar equipado con soldadura de tuberías y unidades anticorrosión. Al mismo tiempo, También se requiere tener altas habilidades y una calidad psicológica estable del plomero y soldador de contraparte al tirar del conector hacia atrás:
3.2.3 “Múltiples conexiones” equipo
En comparación con la perforación direccional de arrastre general, El taladrado direccional de arrastre hacia atrás agrega principalmente soldadura intermedia, anticorrosión y otros procesos, por lo que el equipo agrega principalmente soldadura, reparación anticorrosiva y otros equipos. Al mismo tiempo, La máquina de soldar y el generador deben inspeccionarse y mantenerse antes de “Multiconectado” Taladrado direccional para garantizar una soldadura suave.
3.2.4 “Más de uno” en equipos de materiales
También hay ciertos requisitos para el equipo de materiales en el proceso de perforación direccional de remolque posterior.. La selección de los principales materiales: Se debe seleccionar el material de tubería para el puerto de conexión de remolque posterior, y la tubería de acero con espesor de pared y circunferencia similares se selecciona principalmente. Tomamos Φ813X14.3 como ejemplo , según GB/T9711.1-1997 “Condiciones técnicas para la entrega de tuberías de acero para la industria del petróleo y el gas natural 1 Tubos de acero de grado A” por ejemplo:
Se permite que el error de diámetro sea 1%, (es decir, 8,13 mm), Se permite que el error de redondez sea 1%, (es decir, 8,13 mm), El error de espesor de pared es 19.5% (es decir, 2.788mm), y la desviación inferior es -8% (-1.14 mm) La diferencia de valor absoluto es de 3,93 mm. GB 50369-2006 “Código para la construcción y aceptación de la ingeniería de tuberías de larga distancia de petróleo y gas” estipula los requisitos para la desalineación y la corrección de la desalineación: cuando el grosor de la pared es de 14 mm<T≤17mm, No debe ser mayor de 2 mm; Con el fin de mejorar la calidad de soldadura de la unión y acortar el tiempo de coincidencia, especialmente para tubos de acero de gran diámetro, Hemos hecho las siguientes disposiciones en la selección de tubos de acero para las juntas: controlar el error de diámetro relativo de las tuberías de acero entre las juntas (El diámetro de φ813×14.3 es de 1,6 mm, El perímetro está dentro de 5 mm); El error de espesor de pared se controla dentro de 0,8 mm; porque la junta necesita corte por llama después de la prueba de resistencia y estanqueidad, La máquina automática de corte radial se utiliza para cortar, y la molienda y la corrección de la presión en frío se utilizan después del corte para controlar la redondez El error se permite en 0.2% (es decir, 2 mm). < p=””></t ≤ 17mm, no más de 2 mm; ya que la junta adopta una contraparte externa, con el fin de garantizar la calidad de soldadura de la unión y acortar el tiempo para la unión, especialmente para tubos de acero de gran diámetro, elíjanos para las articulaciones. Se elaboran las siguientes normativas: controlar el error de diámetro relativo de las tuberías de acero entre las tuberías de acero de la junta (Diámetro de φ813×14.3 es de 1,6 mm, y la circunferencia está dentro de 5 mm); El error de espesor de pared se controla dentro de 0,8 mm; Después de la prueba de estanqueidad, se requiere corte de llama. El corte adopta una máquina de corte radial automática. Después del corte, se corrige por molienda y presión en frío. Se permite que el error de redondez de control sea 0.2% (es decir, 2 mm).
Selección de materiales auxiliares: El alambre de soldadura utilizado para la soldadura es el alambre y electrodo de soldadura original sin abrir, y el gas precalentado se llena con embotellado.
3.2.5 Requisitos climáticos y medioambientales “Una más”
La información meteorológica local debe recopilarse antes del proceso de perforación direccional de remolque posterior, y debe evitarse con mal tiempo con viento fuerte, fuertes lluvias y humedad. En el proceso de “Añadiendo uno más” Perforación direccional de remolque posterior, el remolque trasero de la primera tubería de acero generalmente se establece por la mañana y temprano en la mañana., de modo que el tiempo de soldadura en el camino se controla entre 10:00 am y 20:00 PM.

4 Control del proceso constructivo

4.1 Coordinación de Construcción

La coordinación de la construcción en el proceso de “múltiplo por uno” La perforación direccional de retroarrastre es una medida importante para garantizar el éxito del cruce. Si la soldadura e inspección de la tubería, la anticorrosión y otros procesos no están bien conectados, las consecuencias de cruzar serán inimaginables. Con el fin de implementar el trabajo de coordinación, El Departamento de Proyectos organizó una reunión especial de “Una más” Perforación direccional de remolque posterior antes de la construcción para aclarar las responsabilidades respectivas de cada unidad. Se requiere ingresar al sitio de construcción con anticipación el día del inicio de la construcción., y organizar la maquinaria y el equipo. El proceso de lap joint debe adoptarse tanto como sea posible, y el supervisor notificará a la unidad de inspección que permanezca en el área de construcción designada al comienzo de la soldadura.. Solo coordinando la conexión entre los diversos procesos podemos garantizar el buen progreso de “Una más” Perforación direccional de arrastre hacia atrás.

4.2 Soldadura de tuberías

La calidad de soldadura de la tubería en este proyecto de cruce afectará el progreso de la extracción de la tubería hacia atrás.. por lo tanto, el soldador con la tasa de calificación de soldadura más alta en la línea será enviado para soldadura. La temperatura ambiente durante la soldadura debe estar por encima 0 ℃, y la velocidad del viento durante la soldadura no debe ser Debe exceder los 8 m / s. Cuando supera los 8m/s, tomar medidas a prueba de viento. En el área dentro de 1 m de soldadura, la humedad relativa de la atmósfera no debe exceder 90%. Especialmente en días lluviosos, debe construirse en un cobertizo cortavientos, y la boquilla debe secarse para garantizar los requisitos de humedad. Esto asegura que la soldadura sea exitosa la primera vez..

4.3 Control de lodo

El remolque de tubería trasera es un paso clave en “Añadiendo uno más” Perforación direccional de remolque posterior. Desde el “múltiplo por uno” El proceso de perforación direccional de remolque posterior requiere un rendimiento de lodo diferente de todo el cruce, y la plataforma de perforación se detiene a mitad de camino, si la fluidez del barro no es buena, su efecto de suspensión y transporte de escombros se reducirá considerablemente. Los escombros cortados pueden depositarse en una gran cantidad en el agujero., aumentando así la resistencia de arrastre secundaria de la tubería.
por lo tanto, se plantean requisitos muy altos para el rendimiento del barro. El barro debe cumplir con los siguientes requisitos: (1) El barro tiene una buena función de construcción de paredes; (2) Baja reducción de la pérdida de agua; (3) Buena porosidad; (4) Buena fluidez; (5) Gravedad específica de lodo apropiada: Las configuraciones de lodo varían según la geología, pero el requisito de viscosidad es muy alto y no debe ser inferior a 50 s. El valor de pH del lodo se controla a 8-10.