• 潛孔錘安裝套管在水平定向鉆的應用
    發布時間:2023-9-5       來源:佚名    分享到:

    定向鉆穿越兩端含有不利地層,如卵石層、礫石層、破碎巖石層等,通常采用套管隔離法,多為夯套管隔離,經常遇到套管下端不能完全進入巖層,采用潛孔錘安裝套管易實現套管下端進入堅硬巖層,在香港某定向鉆穿越工程中成功實施,具有一定的借鑒作用和推廣價值。

    項目簡介

    香港長洲供水改善工程,采用水平定向鉆方法敷設一條海底供水管線,由大嶼山島橫跨北長洲海峽至長洲島。

    穿越實長:1430m

    穿越管材:508mm×11.9mmS355鋼管

    主要地層:花崗巖

    最大抗壓強度:263MPa

    入土點:長洲島

    出土點:大嶼山島

    為了避免在入土側的回填地層(混凝土塊、塊石及粘土)、海相沉積層、破碎花崗巖層等, 進行導向孔鉆進、擴孔、回拖時發生泥漿泄漏、孔壁坍塌,需要安裝長度約72m的工藝套管至完整的基巖層,套管規格為 Φ914mm×18mm S355鋼管。

    套管段地質情況

    采用 22°傾角、100m 斜長水平(斜向)地質勘察鉆探取芯,揭示地質情況如下:

    施工難點

    1.地質復雜

    從上到下,依次為回填層(混凝土塊、塊石及粘土)、海相沉積層、破碎花崗巖層

    2.水位高

    套管安裝場地地面高程 +5m,海平面高程 +0.5-+4.5m(受潮汐、風浪等影響)

    3.距離海岸線近

    入土點距離海岸線約 15m

    4.角度大

    套管入土角為 22°

    潛孔錘安裝套管工藝簡介

    潛孔錘安裝套管工藝,是以壓縮空氣作為動力,跟管鉆具在潛孔錘和鉆機扭矩作用下進行沖擊回轉擴孔鉆進并實現同步跟進套管,采用螺旋鉆桿排渣,終孔后跟管鉆具從套管中退出,套管用于支護的一種鉆進新技術。

    在鋼管樁安裝、穿越公路鐵路套管安裝等方面有應用。主要用于難于成孔的地層的套管支護,如卵石層、礫石層、破碎巖層等。具有鉆進速度快、效率高的特點。

    施工經過

    將現場DD880T(最大推拉力400噸,最大扭矩140KNM)水平定向鉆機進行改造,為避免套管安裝產生的震動損害鉆機齒輪箱,加裝避震器,有效吸納套管內潛孔錘帶來的震動。采用MK24024" 潛孔錘4臺空壓機(每臺排量 25m3/分鐘,20公斤額定壓力)。套管外徑為Φ914mm,單根管長度為 12m,入土角為22°,安裝總長度約72m。

    套管安裝自2014年7月21日開始,7月31日完成。前三根套管(36m)經過地層應為回填層(拋石、混凝土塊等)、海相沉積和全風化花崗巖,實際1*3*1+1*9-1-0/2*9+7-3平均安裝速度為12m/小時。從第四根開始進入全風化巖石、中風化和微風化巖石,實際平均安裝速度為4m/小時。

    結語

    潛孔錘安裝套管,適用各種地層,尤其在塊石回填層、卵石層、破碎巖層等應用效果更好。

    主要優點:可以使套管完全進入巖石層;安裝速度快;安全性高。

    主要缺點:套管內焊接的套管靴和環型鉆頭會使套管有效通徑減;由于潛孔錘鉆頭是根據套管規格來設計加工,因此基本上每種鉆頭之適用一種套管規格,且對應一種規格螺旋鉆桿;套管直徑不宜太大,一般情況下不宜超過 1200mm外徑。

    建議

    1. 建議可采用橫孔螺旋鉆機代替水平定向鉆機,配合潛孔錘安裝套管,在水平定向鉆機資源緊缺的情況下,可節約水平定向鉆機使用時間。

    2. 建議采用可伸縮潛孔錘鉆頭,進一步提高套管有效內徑。

    3. 建議參照外徑 1000mm 套管配套潛孔錘、潛孔錘鉆頭、螺旋鉆桿等,提高套管安裝設備利用率,利用套管向下兼容理念,降低套管安裝綜合單價。

    在一定的特定條件下,潛孔錘安裝套管具有顯著的優越性,通過在香港長洲供水改善工程的成功實施,希望能給同行以啟發,探索潛孔錘安裝套管在更多領域的應用。


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