水平定向钻穿越中减少曲线偏差的方法
水平定向钻就是铺设多种地下公共设施而不开采地面的一种施工机械，如铺设管道，电缆等。根据水平定向钻在地下穿越施工过程中出现的问题，管道穿越施工天然气，得出了水平定向钻的导向孔在穿越施工过程中出现偏离原设计曲线的原因，并在实际的工作经验中总结出来的一些减少曲线偏差的方法。
在我们弄清楚水平定向钻在地下穿越施工过程中出现的问题，以及找到解决水平定向钻的导向孔在穿越施工过程中出现偏离原设计曲线的方法之前，应该对水平定向钻进行了解，以及清楚它的应用范围和应用前景。
一、水平定向钻技术的特点以及应用前景
水平定向钻在石油、煤气、天然气、供水、供电以及电讯等管线铺设施工中都得到了广泛的应用，一般在非硬岩地区都可进行施工。水平定向钻进技术的具体技术，就是将传统的管线铺设技术与石油技术的水平定向钻技术相结合起来，具有成本低，管道穿越管道穿越电缆，施工快，施工精度高等一系列的优点。水平定向钻技术在我国这十几年得到了飞速的发展。目前正在朝着微型化和大型化，适应硬岩施工，钻杆自动提取和堆放，超深度导向等多方面的方向发展。应用前景将会十分的广阔。
二、水平定向钻的导向孔在钻进过程中偏离原设计曲线的原因
水平定向穿越技术中关键的juedui步就是钻导向孔。导向孔质量的好坏直接影响着成功回拖管道与否。是决定工程成功的主要因素。导向孔的主要目的提供一个达到原设计要求的先导孔。各级达到穿越要求的预扩孔都应以导向孔的曲线为轴线来扩宽，来满足回拖条件的直径。所以导向孔的整体曲线能否达到整个管道的的弹性半径直接决定了各级预扩能否达到整个管道的弹性半径。导向孔的成功设计是以后各级预扩孔成功回拖的基础。也是整个穿越工程中的重要部分之一。
然而在导向孔钻进穿越的过程经常出现偏离原设计曲线的现在，通过水平定向钻技术的多年工作经验，造成原设计曲线的原因可以概述为以下的五点。
（1）外部不可避免的因素。如当地的地形，地下土壤湿度以及地层造成的施工穿越曲线的偏差。
（2）受到了外部磁场的干扰。如：高压线，地下光缆以及地层情况均会影响导向孔钻进时的磁方位角，从而影响了电脑上的显示数据与原设计曲线数据造成了偏差。
（3）钻机一开始的就位的角度与管线设计的穿越中心线之间存在的偏差，造成了导向孔一钻进就要开始纠正偏差。
（4）由钻机操作人员造成的。在导向孔钻进过程的时候由于操作不当使穿越的轨迹与设计曲线发生了偏离。
（5）测量的不准确性。其中包括测量穿越中心线磁方位角的不准确性，测量入土点与出入点标高差的不准确性以及输入电脑时的钻杆长度的不准确性。
以上几点就是造成导向孔在钻进过程中与设计曲线发生偏离的主要原因，清楚了原因，就应该对症下药，找到减少曲线偏差的方法。下面就会介绍一些方法来解决这些问题。
水平定向钻的施工工艺
(1)管材的选择目前，应用于燃气输配的管道有钢管、PE管和铸铁管。铸铁管由于采用承插式和机械接口，加上本身柔性差，不适合用水平定向钻铺设。钢管、PE管既可拉又可弯，适合用于水平定向钻，其中盘卷PE管最为理想。
(2)现场勘察在钻进轨迹设计和施工前，应对工作区及管线经过区域进行地面和地下的勘察。地面勘察包括对地形地貌的测量，确定施工区域是否有足够的场地保证设备的安放和正常施工。地下勘察包括地质条件的勘探和地下管线及设施的探测。地质条件从根本上决定施工难易程度。岩层、碎石层、砂层、粉土层不适合用水平定向钻施工。粘性土既容易钻进，孔道成型又好，适合用水平定向钻钻进。当然这些都不是的，例如目前已实现了在岩土层钻进。土质分析判断可以通过沿设计轨迹钻勘探孔取样，具体方法可以参照有关规范。在穿越城市道路时，地下管线的情况往往是错综复杂的，既有污水管、给水管、煤气管，还有高压电缆、通信电缆。在实际情况中，往往档案资料不全，原参照标志不清。在这种情况下，地下管线的探测任务尤为重要。对于金属管道和电缆，通常用电磁感应法探测，如地下管线探测仪，它是通过接收地下管线的电磁信号判断管线位置。对于非金属管线只能采用电磁波法，如IDS探达，它是通过分析管线反射回来的电磁波判断管位。
(3)钻机选择钻机型号应根据回拖管道所需拉力选择。回拖力估算公式为:Fh=(Ff-W)LfFf=π4D2ρngW= πDδρgg式中:Fh回拖力，N;Ff单位长度管道悬浮在泥浆中产生的浮力，N/m;W单位长度管道的重量，N/m;L管道长度，m;f管线与孔壁之间的摩擦系数，可取1.0;D管道外径，m;ρn泥浆密度，kg/m3;δ管道壁厚，m;ρg钢管材的密度，kg/m3。
(4)钻进轨迹设计地下情况探明，出土、入土点确定后，根据管道埋深，就可以设计规划钻进轨迹。钻进轨迹通常由入土点斜直线段、曲线段、水平直线段、过渡段、直线段、出土点组成。曲线段的曲率半径应大于钻杆和管道的弯曲半径，例如材料S135，长度5 m的钻杆弯曲半径为70 m左右。钢管的弯曲半径根据经验一般取大于管道外径的1 200倍。PE管有较强的柔性，能适应钻杆钻出的任何孔道。钻具的入土角较大，而曲率半径一定时，将使钻孔深度加深。入土角较小，有利于钻杆受力和管道回拖。
(5)钻进操作导向孔钻进:司钻根据导向仪传递的有关钻头参数，调整实际钻进轨迹与设计轨迹的偏差，确保正确钻进。扩孔:导向孔完成后，在出土点换上旋转接头和扩孔器进行回扩。经回扩的最终孔道直径应是管道直径的1.5～2.0倍。若一次回扩不能满足要求，可进行多次回扩，扩孔器后面应接入钻杆，以保证下一次回扩的顺利进行。拖管:拖管可与最后一次扩孔同时进行。对于PE管，作用在管道上拉力不能太大，以免拉伤PE管。对于目前普遍使用的高密度PE管，其允许拉力如表1所示。
(6)管道外防腐采用水平定向钻铺设的钢管一般深度较深，铺设后外防腐很难检测。即使发生泄漏，也不可能进行开挖抢修，因此对钢管的防腐涂层提出了很高要求。除了要有良好的电绝缘性，能耐腐蚀、抗菌外，还要有足够的机械强度;有较好的耐磨性，以防止与土壤摩擦而损伤;有良好的抗弯曲性，以确保防腐层在一定曲率半径下不致损坏。另外，甘肃管道穿越，若钢管采用阴极保护，就要求防腐蚀层应具有一定耐阴极剥离强度的能力。环氧粉末由于具有优良附着力、柔韧性、耐化学腐蚀性强、电绝缘性好等的优点，在穿越钢管上有广泛应用。为了提高单层环氧粉末的耐机械撞击力，管道穿越价格，防水性，现在已经有了双层环氧粉末的涂层结构和环氧粉末外加挤压聚乙烯(PE夹克)的防腐技术，保证了重要燃气输气管道的万无一失。
(7)压力试验管道回拖前应进行强度试验和严密性试验，管道回拖结束应当再进行严密性试验。随着能源结构的调整，天然气作为一种洁净能源将逐步代替人工煤气。在天然气管网建设中，水平定向钻作为一项高精度、高效率、环保好、安全的施工技术，将得到越来越广泛的应用。
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