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1 工程簡介 南山定向鉆穿越工程入土點位于南山鎮(zhèn)石牛村，出土點位于雞冠石鎮(zhèn)納溪溝村，入土點比出土點高程高140.59m。南山穿越長度為2124 m，曲率半徑1500D，最大穿越深度158 m，管線采用Φ323.9 mm×7.9 mm防腐成品管。 2 施工技術(shù)難點 （1）此次穿越是山體穿越，由于地形及探棒信號接收范圍的限制（穿越最大深度達158 m，探棒距離地面人工線圈長度大于100 m），穿越段中間有1282 m布置人工磁場存在較大難度。 （2）無穿越地質(zhì)資料且地質(zhì)條件較為復(fù)雜，存在軟硬不均的地層，從返漿攜帶的巖屑分析，包括頁巖、砂巖、礫巖、花崗巖及其它巖層。 （3）入土側(cè)高程高于出土側(cè)140.59 m，鉆孔深度158 m，理論孔底壓力1.9 mPa。一方面不利于泥漿攜帶巖屑，另一方面對于泥漿泵壓要求較高。 ?。?）地層中有裂隙，在鉆孔及洗孔過程中可能發(fā)生嚴重漏失，泥漿失返等情況。導(dǎo)致巖屑不能及時帶出，泥漿消耗材料多，不僅加大施工投入，而且可能會制約施工進程。 （5）長距離穿越，需克服鉆機扭矩大及鉆桿推力有效傳遞的難題，出土側(cè)地層承載力較低，勢必造成鉆頭“抬頭”難的 問題。 3 施工技術(shù)難點的應(yīng)對措施 （1）在入、出土側(cè)分別布置230 m×200 m和700 m×500 m的人工磁場控向的關(guān)鍵是能夠計算出準確的基線方位角，如果探棒測量平臺與人工磁場的讀數(shù)繪制成平面圖表，兩條線保持平行，說明已經(jīng)得到正確的基線方位角，如果兩條線分開，那么基線方位角就不正確。 如果控向手跟隨了不正確的方位角，那么每鉆進一根鉆桿，就會右斜sin3 ° ×9.5 m（單根鉆桿長度）=0.49723 m 每鉆進100 m，就會右斜5.234 m，為了避免這種情況的發(fā)生就需要改變線性方位角以便于探棒測量數(shù)據(jù)可以與人工磁場數(shù)據(jù)契合。準確得出基線方位角的方法，統(tǒng)計人工磁場最好結(jié)果區(qū)域各項數(shù)據(jù)。 最后從得到的結(jié)果中去掉一個最大值和一個最小值后取平均值，得出基線方位角。 （2）人工磁場的精確度比探棒測量平臺測量精確度高，所以情況允許下，盡量布置合理的人工磁場?！癟o take another trutrack reading”重復(fù)進行人工磁場數(shù)據(jù)測量3～4次，如果每次測量數(shù)據(jù)之間的差距在0.3m范圍內(nèi)，則說明獲得的數(shù)據(jù)是可以采納的，如果獲得的結(jié)果彼此差距較大，則說明鉆孔深度太大影響到人工磁場的準確性。 南山定向鉆穿越鉆孔深度達158 m，單圈電纜產(chǎn)生的人工磁場不足以得到精確的數(shù)據(jù)。我們通過在已有電纜旁邊加接另外一條電纜，從而通過減小線圈電阻的方法來獲得更多的電流。設(shè)備顯示“Radial Intersity”數(shù)值保持在700以上，且“AxialIntensity Mismatch”數(shù)值一直控制在-3%～3%范圍以內(nèi)，說明通過布置雙圈電纜線得到的人工磁場數(shù)據(jù)是穩(wěn)定且可以采納的。 （3）出土側(cè)地層承載力較低，勢必造成鉆頭“抬頭”難的問題。一方面在出土側(cè)打預(yù)探孔，了解出土側(cè)地層情況。第二方面使用一批65/8″S-135級優(yōu)質(zhì)壁厚高強度鉆桿，不僅滿足超長距離巖石層定向鉆穿越對鉆具的特殊要求，而且保證了超長距離鉆桿推力的有效傳遞。 （4）入土側(cè)高程高于出土側(cè)140.59 m，且地層中存在裂隙，在鉆孔及洗孔過程中可能會發(fā)生泥漿漏失，泥漿失返等情況。完成導(dǎo)向孔工作后，進行夯Φ1016 mm套管、安裝封堵器及堵漏工作。一方面封堵器的成功應(yīng)用，有效遏制了入、出土側(cè)落差大造成的孔內(nèi)無法存留泥漿問題，二方面堵漏工作的成功，有利于泥漿及時帶出孔內(nèi)鉆屑。夯Φ1016套管工作如圖4，安裝封堵器工作如圖5。 （5）采用三通連接雙泥漿泵的方法，提高泥漿的排量和泵壓，不僅有效的平衡了層底壓力有利于巖屑的攜帶，而且大排量的泥漿系統(tǒng)對縮短鉆孔及擴孔的有效時間也起到很大的 作用。 （6）使用定向鉆專用膨潤土按8%～10%重量比加入淡水配出基漿，再按基漿重量的0.3%～0.5%的比例加入高效提粘劑和多功能懸浮劑等泥漿添加劑。使用地面循環(huán)罐進行低壓循環(huán)，堵漏液進入漏失通道后各組分在漏失層中發(fā)生滯留、堆積、架橋和連接，最終達到堵漏目的。 4 結(jié)語 南山定向鉆穿越施工中，雖然在無地質(zhì)資料，入、出土點落差大，鉆孔深度大等復(fù)雜條件下，進行水平定向鉆穿越風險極大，但經(jīng)科學施工，南山定向鉆穿越一舉獲得成功 |
