博洛黄河定向钻穿越管道回拖方案2.docx

管道回拖方案
目 录
一、 适用范围……………………………………………………………………………3
二、 执行相关法律、规范………………………………………………………………3
三、 工程概况……………………………………………………………………………3
四、 回拖前准备…………………………………………………………………………4
五、 回拖施工措施………………………………………………………………………6
六、 回拖时应急措施…………………………………………………………………9
七、 安全与环保……………………………………………………………………………10
八、 附件……………………………………………………………………………………10
1、回拖工序流程图
2、回拖施工场地布置示意图
3、4、管线回拖“二接一”焊接准备工作表

一、适用范围
本方案适用于博爱-洛阳煤层气输气管道工程黄河定向钻穿越的管道回拖工作。
二、执行相关法律、规范
序号
编 号
名 称
中华人民共和国国家标准
1
GB50236-2011
现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范
2
GB50424-2007
油气输送管道穿越工程施工规范
3
GB50369-2006
油气长输管道工程及验收规范
4
GB50235-2010
工业金属管道工程施工及验收规范
5
GB50300-2010
建筑安装工程质量验收统一标准
6
GB50026-2007
工程测量规范
7
GB/T50328-2011
建设工程文件归档整理规范
行业标准
1
SY/T4071-93
管道下向焊接工艺规程
2
SY/T4109-2005
石油天然气钢质管道无损检测
3
SY/T 0063-1999
管道防腐层检漏试验方法
4
SY4104-95
石油建设工程质量检验评定标准 管道穿越工程
5
SY/T0452-2012
石油天然气金属管道焊接工艺评定
6
SY/T4103-2006
钢质管道焊接及验收
7
SY/T5257-2004
油气输送用钢制弯管
8
JGJ33-2012
建筑机械使用安全技术规程
9
JGJ46-2012
施工现场临时用电安全技术规范
10
JGJ59-2011
建筑施工安全检查标准
11
JGJ87-2012
建筑工程地质钻探技术标准

三、工程概况
四、 博爱-洛阳煤层气输气管道工程黄河主河槽定向钻穿越。定向钻穿越段水平长度2900m，曲线长度2945m主钻机放置在黄河南岸（巩义侧），距堤脚约293.5m，入土角22°；出土点及辅助钻机位于黄河北岸（孟州侧），距民堤堤脚约330.8m，出土角20°，北岸作为管段组装场地。管线为二接一GB50424-2007《油气输送管道穿越工程施工规范》，管径φ559，因回拖前准备
1、场地准备
由于本次穿越为出、入土点对穿，两端都设有钻机设备，清孔及测孔工作完成合格后，把出土端钻机等设备撤走，作为回拖时的施工作业场地。
2、清孔工作
利用高质量泥浆体系，同时具有配方简单、易配制，现场可操作性强，对环境无污染等特点。加大配浆和储浆量，泥浆排量达到每分钟1.5立方左右以满足本次穿越地层洗孔时的泥浆排量的要求，同时把颗粒大的钻屑利用我公司特制的清孔器清除。
3、测孔及模拟回拖
在清孔工作完毕后，用测孔器对整个孔洞进行测定，来断定曲线是否满足回拖管道所用的曲率半径，如果出现超出所需曲率半径的地方，采用我公司专用修孔器进行修孔，直到满足回拖条件。
根据测孔记录显示和我公司的计算机模拟回拖结果，整个回拖过程也符合规范要求。孔型满足回拖要求。
4、试回拖
根据测孔参数判定是否进行试回拖。
5、机具准备工作
本次管线回拖采用我公司自主研发的HY-4000钻机，HY-4000钻机最大回拖力为420吨。
在出土侧准备HY-2000型钻机、大宇-220型单斗挖掘机及我公司针对本次穿越工程回拖自主研发的的助力设备作为出土侧在回拖过程中助力、应急等措施设备。
6、回拖管段准备工作
本次穿越预制管道分成二段预制，分别为a段管道（1472m）、b段管道（1473m），为减小回拖阻力保护防腐层。在回拖管道下方每隔12米为一个支点，铺垫成卷的草帘子，以保护回拖中预制管道的防腐层。将预制好的回拖对接管道移位活动,并摆在穿越中心线的右侧，便于在回拖的过程中起吊对接，同时在出土侧场地搭建支架，将预制好的回拖管段放在支架上，由挖掘机、吊车配合入土侧HY-4000型钻机进行回拖。

根据计算，本次穿越管道靠自身挠度入洞。根据地形，于距离入洞点土角度入洞。在通过科学计算的基础上利用管道入洞前的一段距离进行试回拖，在管道入洞之前对支点以及管道本身进行相应的调整，以此来保证管道最终的顺畅回拖。
因本工程管道回拖入洞角度为18度，搭建滚轮发送支架，保证管道顺畅入洞，详见支架图。

7、工序组织工作
考虑到本次穿越回拖的特殊性，需二接一回拖管道，回拖时需对接一道焊口，依据以往对接焊接施工经验，本次焊接、防腐、检测等整套工序完成最少需要4个小时，所以在回拖施工之时，组织好现场所有的施工工序的衔接问题，把人的精神状态调整到最佳，以保证本次穿越
2、 回拖力计算
已知：
管道直径 φ=559mm
壁厚 δ=12.7mm
管道长度 L =2945m （管道实长）
钻机设备的能力按设计穿越长度计算，故对穿越长度为2945m的穿越进行钻机回拖力核算。
其中：
F-计算回拖力；
L-穿越长度2945m，
D-管道外径（包括防腐层厚度，防腐层厚度取3mm），0.565m；
－钢管外径，0.559m；
－钢管内径；0.5336m；
－钢管壁厚，0.0127m；
－钢管容重，7.85×104 N；
－泥浆重度，取12kN/m3；
f－摩擦系数，一般在0.1～0.3之间，取0.2；
k－粘滞系数，一般在0.01～0.03之间，取0.02。
经计算：回拖
根据国内、外的经验，一般设计时取回拖力的值为计算回拖力的1.5～3倍，本工程取最大值3倍的安全系数，设计回拖力取值为不小于1785KN，即选取回拖力大于1785kN的钻机即可进行本次穿越。
所以本次管线回拖采用我公司自主研发的HY-4000钻机，HY-4000钻机最大回拖力为420吨。
3、钻具连接
具体连接方式如下：
HY-4000型钻机→51/2″钻杆→加强钻杆→φ650回拖扩孔器→旋转接头→U形环→工作管线。
4、孔洞润滑
在回拖时，在管线入土侧通过泥浆泵往入土洞口注入结合地勘资料进行合理配比的泥浆，使泥浆能最大限度发挥悬浮携带、润滑、固孔、堵漏等功效，以此来保证回拖时管道与孔壁的润滑；
5、防腐检测
回拖前由监理组织相关人员按规范检查管体防腐层及补口套的性能是否符合要求，同时要进行100％的电火花检漏，检漏时电流应符合规范要求，如有漏点要进行补伤，严格按操作规程作业，以此来保证回拖管道入洞前防腐层的质量；
6、管道回拖
在正式回拖前，把预制在距入洞口200米外的穿越管段向前回拖一段距离，这样做的目的一是在管道经长期存放后，与地层产生吸附作用，阻力较大，先移动一段距离可以破坏土壤结构，减小阻力，二是可以根据回拖阻力的大小对地面上管道回拖阻力有一个初步判定，为回拖提供数据支持，确保正式回拖时工作管线的安全。
回拖前要仔细检查扩孔器的各通道及泥浆喷嘴是否畅通；
仔细检查、认真维护穿越设备。
预扩孔、洗孔完毕后，检查扩孔参数，具备回拖条件后进行管线回拖。
在管线回拖过程中要根据钻机显示回拖力的大小控制好回拖的速度；根据管线回拖过程中地质变化情况配比合理的泥浆。

管道回拖示意图

7、管道对接
在回拖进孔洞一段管线后，焊接施工人员立即组织组对焊接施工，由于穿越多接一的回拖方式风险较高，所以在回拖中组对焊接工作使用经验丰富的管工、焊工来进行施工，以保证对接焊口的100%的合格率。在对接起吊时分为3个吊点（具体吊点位置根据对口时角度来确定）以此来保证穿越管道的质量安全；在焊接完成后，立即组织防腐人员进行喷砂除锈施工，在除锈的过程中同时也为无损检测的施工提供必要的管口冷却工作，无损检测完毕后马上进行防腐补口施工，等待探伤结果的同时也为热收缩套的冷却，焊道的冷却提供了时间，以达到防腐补口的粘接强度和焊道强度。施工现场安排有符合洗片要求的暗室来进行现场洗片、评片工作，待焊口评片合格后，马上进行余下管段的回拖工作。管道在回拖过程中，随着管道入洞时间与距离的增加，焊道强度及防腐热收缩套强度也增加，完全能够达到设计规范的要求。
8、对接时间控制
a段管道（1472m）、b段管道（1473m）
9、设备、机具配置措施
设备故障对工程是一个很大的威胁，在施工过程中，保证设备完好至关重要，针对于目前设备的情况，我们做了如下防范措施：由于定向钻穿越大都是机械设备，对机械设备中的水温控制在允许的范围内，以确保设备的安全可靠性，这样我们增加了对冷却水的循环。
钻机、泥浆泵等设备都是我公司生产的，主要易损、易坏部件已准备到位，一旦设备出现故障，马上抢修。对易损部件，除现场必须库存一部分外，制定了紧急运送方案。对泥浆系统中的泥浆泵易损件如阀芯、阀座等，我公司已和厂家联系过配备件，目前已经送到施工现场。对机械设备中的汽油、柴油中的滤芯备足了配件。
配置合理的钻具，回拖使用的扩孔器已准备完毕，回拖万向节等使用前全部经过检查，使用全部经过我公司质检部门检验合格的钻杆。

六、回拖时应急措施
1、应急措施
在回拖过程中，拉力一旦增大，超出钻杆或钻机的额定允许拉力。启动助力回拖预案：管线尾部助力示意图
正在回拖的管道

钻杆

HY-2000钻机

推管机

管道入洞点

回拖作业时，要防止发生 “卡钻现象”，我公司做了如下防范措施：司钻在操作过程中，起步、运转、结束前保证平稳过渡，对地质较硬的地质，回拖时尽量慢一些，根据当时的情况进行适量的调整。一旦卡钻，随时做好管线端回拖准备工作，我公司HY-2000钻机就在回拖助力现场，已经准备好相关配套工具，根据需要随时进行反方向回拖。
2、预防措施：
1）回拖前地方协调人员必须到位并全程监控回拖，防止由于突发的地方关系问题影响管线回拖作业。
2）回拖过程中沿线巡查人员认真仔细，对可能划伤防腐层的个别点认真看护。
3）发现土堆下陷等问题及时排除，尽量不影响正常的回拖作业。
4）两岸各点间用手机及对讲机及时沟通，防止意外的发生。
七、安全与环保
1、工程施工严格执行国家、当地有关部门关于安全环保的政策、法规。
2、动力设备严格按照操作规程执行。
3、根据施工现场情况，电焊、气焊、气割等动火操作，严格遵守有关规定，并设置现场监测及专职安全巡视员。

八、附件
测孔合格
出土点HY-2000钻机拆除
焊工针对性试焊
监理、甲方批准回拖
回拖场地平整、修整作业带、割除部分套管、拖移松动预制好的管道

第一根与第二根管道到达焊接作业位置时停止拖移

组对焊接
喷砂除锈
测试焊口温度
超声波、X射线检测
防腐补口
电火花检测
不合格
管线回拖完成
人员、机具进场（已完成）
合格
3

序号
设备名称
型号及规格
单位
数量
生产厂家
技术状况
备注
1
水平定向钻机
HY-4000
台
1
中国华元
良好

2
水平定向钻机
HY-2000
台
1
中国华元
良好
备用
3
泥浆泵
MP-2500
台
4
中国华元
良好

4
泥浆泵
MP-2000
台
2
中国华元
良好
备用
5
泥浆搅拌罐
MMC-20
个
1
中国华元
良好

6
泥浆搅拌罐
MMC-20
个
1
中国华元
良好

7
泥浆搅拌罐
MMC-20
个
1
中国华元
良好
备用
8
泥浆搅拌罐
MMC-20
个
1
中国华元
良好
备用
9
挖机
大宇220-5
台
1
/
良好

10
挖机
现代225
台
1
/
良好

11
挖机
卡特320
台
1
/
良好

12
发电机组
D120S2X1
台
1
上海
良好

13
发电机组
D100S2G1
台
1
上海
良好

14
发电机组
D90S2X1
台
1
上海
良好

15
泥浆净化装置
ZX-200
套
2
中国华元
良好
一备一用
16
吊车
XZJ5160JQZ12
辆
1
徐工
良好