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【工法讲堂】1200米!徐工水平定向钻在马来西亚海湾的穿越之旅

徐工 2020-04-29 09:24:41

【工法讲堂】1200米!徐工水平定向钻在马来西亚海湾的穿越之旅

徐工基础曾收到过一封来自马来西亚BRAS公司董事长的感谢函:
“这是我们公司历史上最重要的项目之一……我谨代表BRAS公司对贵公司精湛的工作表示衷心的感谢!”

这封感谢信与徐工XZ5000密不可分。徐工XZ5000连续无故障工作500小时,完成马来西亚最大的海底电缆穿越项目。

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工程概况

【工法讲堂】1200米!徐工水平定向钻在马来西亚海湾的穿越之旅

马来西亚电缆非开挖铺设工程,穿越马来西亚卢穆特海湾入海口,铺设Φ610mm管道,施工水平距离1250m,穿越深度为海平面下26m。由于该区域内砂土和淤泥分布杂乱,地质条件复杂,施工方选用徐工XZ5000水平定向钻机进行施工。

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钻具配置



工程使用168、140钻杆,配套172泥浆马达进行导向钻进。扩孔时使用Φ450mm~Φ900mm的切削式和桶式扩孔器组合进行施工。

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施工工艺

【工法讲堂】1200米!徐工水平定向钻在马来西亚海湾的穿越之旅

导向:导向钻进采用双套管辅助,首先使用16寸套管隔离入土造斜段的薄弱地层和海水渗透,随后按照设计曲线导向钻进到接近水平位置,将12寸套管沿钻杆推送穿过16寸套,并直至接近水平位置。套管下放完成后继续按设计轨迹钻进,直至钻头出土。
扩孔:采用切削式和桶式扩孔器组合进行扩孔,切削式扩孔器分Φ450mm、Φ600mm、Φ750mm、Φ900mm共四级,组合使用的桶式扩孔器外径略小50mm。
回拖:回拖时管道前端连接Φ700mm桶式扩孔器。因管道布置场地受限,管道需分五段进行回拖,期间需进行四次焊接。

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关键问题

【工法讲堂】1200米!徐工水平定向钻在马来西亚海湾的穿越之旅

复杂地层的导向钻进

双套管辅助措施,其中16寸大套管主要用于隔离入土段的复杂地层和海水,小套管则主要用来限制钻杆弯曲空间,防止钻杆断裂。大钻机下放套管通常可采用动力头带动套管旋转推进。

与此同时,将两种规格的钻杆组合使用:140钻杆在前,便于提高造斜效率;168钻杆在后,便于保证弯曲段钻杆的强度,防止钻杆发生断裂事故。

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泥浆配制方案

因工程在海边施工,地层中含有较多的钙、镁等离子成分,因此泥浆添加剂需要纯碱和火碱,去除海水中的钙、镁离子;同时由于地层为沙层和淤泥层交错,地层稳定性差,因此泥浆添加剂还需要正电胶和护壁剂,便于成孔和保护孔壁,泵送泥浆粘度不小于50S。

【工法讲堂】1200米!徐工水平定向钻在马来西亚海湾的穿越之旅

管道分段回拖
定向钻在普通工程施工时,管道尽可能一次性完成回拖,若分段回拖,会增加施工的风险,尤其是在地层复杂、泥浆性能不理想时,极易发生塌孔抱管事故。
但是面对1200多米的河流,施工方只能选择分段回拖,这对设备性能参数及工艺工法的要求极高。
此次管道回拖分五段进行,需要焊接四次,为保证施工安全性,在焊接期间,每间隔20~30分钟,向孔内泵送泥浆,使钻孔内始终充满性能优良的泥浆,有效预防了塌孔事故的发生。

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案例小结

【工法讲堂】1200米!徐工水平定向钻在马来西亚海湾的穿越之旅

(1)切削式+桶式扩孔器组合使用时,通常桶式扩孔器直径比切削式小50~150mm。
(2)在土层中使用泥浆马达,建议采用重量轻且带扶正的特制马达,以便获得更好的造斜性能。
(3)管道回拖建议一次完成,在不得不采用分段回拖时,要保证孔内充满泥浆,并且保证泥浆性能可靠,防止塌孔抱管。

标签: 徐工
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