水平定向钻穿越施工中的对接技术

摘要： 在长距离水平定向钻穿越导向孔施工中， 由于钻柱与孔壁之间存在较大的摩阻， 因此钻头的旋转要明显滞后于钻机动力头的旋转， 由此造成井下工具面角难以控制， 从而使控向精度受到了影响。为解决此问题， 采用了对接技术。文章主要介绍了对接技术的原理及对接时井下钻具的组合方式

1 对接技术的优势

在非开挖管道施工技术中， 水平定向钻技术以其对交通、环境的破坏及干扰小， 施工安全高效，综合成本低等优点而备受推崇。随着该项技术的应用及发展， 产生了为适应长距离定向钻穿越施工的对接技术， 水平定向钻对接技术具有以下优势：

（1） 解决了长距离水平定向钻定向控制困难问题。在定向钻穿越过程中， 随着钻进长度的增加，钻柱受到地层摩擦阻力显著增加， 钻柱扭转变形加大， 这就导致钻机扭矩不能及时传递到钻头上， 钻头在井底处于不连续的转动状态。这种情况下， 司钻很难控制井下工具面角的朝向， 使得地表显示的工具面角与井下实际工具面角存在一定的偏差， 从而导致钻进方向失控。而对接技术则是从设计穿越曲线的入土点和出土点同时向中间钻进， 从而有效缩短了单向导向孔的钻进长度， 避免超长距离的定向控制， 钻孔方位角和倾角更容易控制， 保证了钻孔曲线的平滑。

（2） 入土点和出土点完全符合设计要求。在中短距离的定向钻穿越施工中， 一般都采用单向定向控制技术进行导向孔施工， 实际出土点很难和设计出土点完全吻合。而对接技术由于是从入土点和出土点同时向中间钻进， 就不存在出土点的位置误差问题。在穿越曲线两端采用套管隔离卵砾石层的工程中， 对接技术的优势尤为明显。

2 对接技术的应用现状

对接穿越技术已经在国内外多项重大工程施工中得到成功应用。在国内， 有钱塘江、磨刀门水道、福建LNG 东西溪、饮马河、中俄管道黑龙江穿越工程等长距离或特殊地质的导向孔对接穿越， 其中钱塘江、磨刀门水道穿越先后打破定向钻穿越的世界纪录（见表1）。

在国外， 水平定向钻对接穿越的最长距离为美国波斯顿海湾11 km 穿越， 该次穿越共分4 段进行， 其中最长的一段穿越距离超过4 km； NACAP公司采用该技术在法国的Rhone (隆河) 河谷成功穿越河谷两侧厚重的砾石层， 铺设一条总长超过1 036 m、管道直径609.6 mm 的钢质天然气管道；

非开挖导向施工注意细节

现在的非开挖施工，各种各样的导向仪已经很普及，绝大多数人都会使用，但是当中不乏有一些不为人知的小技巧。

1.首先是探棒工作的准确性

以现在广泛使用的DCI仪器举例，3米校准是给探棒一个3米的基准，此后的所有测量数据都以这个值为基准，因此保证3米校准的准确性是必要的，校准时必须把探棒装入探头室连同导向钻头一同校准，并且周围的环境干扰尽量越小越好。这样标定的探棒具有更高的测量准确性。

2.对钻进沿线的排查

不安装探棒，只用接收机沿着钻进路线排查一遍环境干扰对施工大有帮助，如：事先探明在150米处干扰值很大，160米过后干扰降低，那么有经验的施工人员会在150米之前就将钻孔钻至指定深度，并且调整好钻进角度，当再150米处发生环境干扰过大使接收机无法正常接收探棒发出的信号时，采用不造斜只回转钻进的方法，待钻过160米接收机重新能获得信号时再进行正常钻进。

3.接收机只有信号强度时是否就无法施工

在某些施工时，由于超过探棒的测深距离，或者由于周围的干扰，有时会发生接收机上只有信号强度，而钟面、倾角等参数都没有的情况。这时是否就无法施工了呢？其实不然，有经验的施工人员，会根据信号的峰值和谷值来大致判断出探棒的位置，与钻进轴线比较看是否偏差，通过后续的操作如减少深度等来逐渐恢复正常的信号发送接收状态。

4.有线导向施工中一些细节

有线导向施工中，中间那根线是很关键的，在非开挖施工中我们一般选用6平方的电线，市面上的电线一般有19芯的硬线，以及100芯的软线，我们应该选择软线来进行施工。

此外购买的电线是否能够满足施工需要，我们在购买的时候应该当就近测试电线的可用性，由于成卷的电线的涡流效应会大大减少电流的传导率，因此如果施工距离超过1000米，那么测试电线必须用5卷电线(100米每卷)串联，如果有信号显示，证明电线可用，如果没有正常显示，请尽快购买新的电线以避免不必要的损失。

此外对线的防护要求也很高，首先是电线接头的防水，请使用带热熔胶的热缩管，来防止泥浆进入探棒内部烧毁探棒；在长距离施工时每200米推荐增加线卡，由于长距离施工钻杆在孔内回转，电线也会在钻杆内不停的转动，很容易出现脱卡，以及电线甩断的事故。

最后，在使用泥浆时请先将钻杆中的泥皮清除，如果钻杆内部残有泥皮，那么在高速的泥浆带动下很容易割破电线外皮造成探棒烧毁。

水平定向钻施工造价构成及主要影响因素 

 由于水平定向钻施工的应用范围较广，因此涉及到的专业工程计价依据也较多。例如，市政定额、交通定额和石油天然气定额中均有相关的定额子目。由于施工工艺不同，计价的方法和内容均有所不同，但涉及到报价时所需考虑计价要素基本类似，笔者根据多年来工作经验，以石油天然气工程报价为例简要介绍如下。  石油天然气工程水平定向钻施工报价主要包括管线预制、定向钻穿越、土石方工程、三通一平、泥浆处理等费用，有的还包括了过渡段管线敷设及其他零星工程。招标文件及图纸一般只标明或说明定向钻穿越的材质、规格、及穿越的长度，预算人员还需要根据水平定向钻施工组织设计和施工方案，并结合施工现场实际情况计算分部、分项工程量，以保证报价的准确性和合理性。