定向钻施工组织设计.pdf
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1、. . 一、工程概况 . 0 二、主要工程量 . 2 三、施工总体部署 . 3 四、施工平面布置图 . 5 五、技术质量保证措施 . 5 六、定向钻施工工艺及措施 . 12 七、工期计划 15 八、质量保证体系 15 九、定向穿越项目 HSE 体系. 18 一、工程概况 . . 11概况 金嘉湖成品油管道工程,在线路施工中由于河流通航或是开挖难度较大,发生变更具 体见下表。 名称桩 号 穿越长度 (米) 起始里程备注 泥浆池HZ033-1 HZ033 2 322.39 见图纸 W河HZ019 HZ020 255 见图纸 两塘两河HZ066 HZ067 600 见图纸 (阻工)河HZ020 HZ
2、021 192 见图纸 130米塘HZ035 HZ035 1 240 见图纸 埭溪塘(西)HZ046 HZ047 192 见图纸 12地质构成特征 地质特征未提供。 1.3 执行规范及标准 1 输油输气管道工程设计规范 GB50251-94 ; 2 原油和天然气输送穿跨越工程设计规范穿越工程 (SY/T0015.1-98) ; 3 输油输气管道线路工程施工及验收规范 (SY0401-98 ) ; 4 石油天然气管道穿越工程施工及验收规范 SY4079-95; 5 石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分:A级钢管 GB/T9711.1-1999; 6 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 (GB
3、8923 ) ; 7 油、气管道焊接工艺评定方法(SY4052-92 ) ; 8 管道下向焊接工艺规程(SY/T4071-90) ; 9 石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级(SY4056-93 ) ; 10 石油天然气钢质管道对接焊缝超声波探伤及质量分级(SY4065-93 ) ; 11.钢质管道双层熔结环氧粉末外涂层技术标准(Q/CNPC 38-2002 ) ; 12.金嘉湖成品油管道工程定向钻设计图纸及相关标准; . . 13. 金嘉湖成品油管道工程施工组织设计。 二、主要工程量 21场地平整 2.1.1 钻机场地及进场便道 钻机场地位于湖盐公路西侧,钻机场地尺寸为: 40m 3
4、0m ,钻机场地需要进行平整并 压实,在压实的路面上铺上等面积的土工布,土工布上铺垫高强木排,每块尺寸为1.8m 5m ,断面如下所示,要求承载力可达50T。场地四周挖排水沟,宽度为1.5 米,深 1.0 米 (如下图示) ,挖出的土在排水沟外侧 0.5 米以外打土围堰 1.5m高,上口宽 1.0m,下口宽 1.5m,上层用编织袋装土覆盖,排水沟与农田排水沟相通。 2.1.2 出土点场地、施工便道及管线组装场地 出土点位于杨家坪塘东侧,场地位于稻田地里,施工前也需进行平整,出土点场地的 尺寸为 30m 25m 。 22 挖排浆池 2 个(出、入土点各一个),作为废浆回收池,防止废浆流散污染环境
5、,出、 入土点排浆池的尺寸为: 15m 15m 3m 。 2 3 挖地锚坑一个:长 4.3m、 宽 2.3m、 深 1.5m, 穿越主管时地锚前放置 12m长, 深度 1.5m, 厚度 0.2m的钢挡板,挡板前紧贴挡板均匀打8 个 8m长,壁厚为 10 的219管桩; 24钻机场地油料区用彩条布搭建隔离区,隔离区尺寸为:4 米宽,6 米长,2 米高。 25钻机场地四周用彩条布搭建隔离区,尺寸为:40米宽,40米长。 26钻导向孔长度为穿越长度; 高强钢管排 1.0m 1.5m 1m . . 27定向钻管线安装: 323.97.9mm ,长度为穿越长度; 28定向钻穿越管线补口、补伤,补口数为
6、*道口; 29管线检验、探伤及定向钻穿越段管线试压、清管。 210焊接场地安放滚轮架。滚轮架的间距以不超过25米为宜。 211预扩孔: 22扩孔器扩孔 1 次,长度各为穿越长度。 212管线回拖:用 20扩孔器+分动器+回拖管线进行回拖。 213 穿越段中的直埋管段施工,包括布管、焊接、检验、探伤、试压、补口补伤、下沟 回填及连头各工序。 2. 14 冷弯管安装 2 处。 2. 15 施工终起点长度为穿越长度。 三、施工总体部署 定向钻穿越工程组织实施相应分工如下: 31定向穿越组负责钻机场地布置、钻导向孔、并扩孔回拖管线; 32管线安装机组负责布管、组装焊接及直埋管段下沟回填; 33防腐机组
7、负责管道防腐、检测及现场补口补伤; 35土建工程组负责对线路测量放线、扫线并按照要求修筑进场便道及作业场地; 36检测单位负责按规范对管线进行100% 超声波探伤检测, 100%X 射线照相; 37 材料组负责按合同规定对甲方供应材料的认领、检验入库及索取材料的合格证、质量 证明文件、使用说明书并移交质量及技术部门保管; 自购材料的采办及索取材料的合格证、 质量证明文件、使用说明书并移交质量及技术部门保管,向各施工队限额发放施工用料; 38 项目经理部负责对定向钻现场人员、设备的调度,各工序协调,生产指挥和对施工技 术、质量、安全、经营实行全面管理。 施工管理组织图如下: . . 监理工程师项
8、目经理部业主 经营计划设备、安全技术质量财务科材料供应生产调度 穿越组土建组安装机组防腐机组试压组 . . 四、施工平面布置图 41钻机场地布置图 80m 42穿越管线组焊场地布置图: 组装管线管头距出土点 20米,在出土点一侧 1.5 米 出土点管线组装场地长为:穿越长度 五、技术质量保证措施 5.1 定向钻穿越河流的关键在于钻导向孔、管线安装及扩孔、回拖管道,因此测量人员必 须认真测量,准确定出构筑物与出土点间距离;控向人员必须准确测出方位,认真按照设 入土点 钻 机 钻杆 泥 浆 罐 泥浆泵 动 力 站 膨润土 爬 犁 房 消防 设施 油料 停车区泥浆池 40 m 30 m . . 计曲
9、线进行控制;司钻工必须思想集中,时刻注意各个力量变化,若有突变,立即汇报; 回拖管线时对岸必须准备好挖掘机和吊管机等设备,保证管线顺利回拖。钻进时要认真把 握地质可能不规律变化,会增加钻进难度,因此要仔细认真,全面掌握地质资料,切不可 掉以轻心。为使工程能够圆满成功, 施工中要严格执行设计要求和施工规范规定, 各工种、 各岗位认真负责,密切配合,做好充分准备,仔细分析各种可能发生的情况,制订相应的 处理措施,泥浆岗位要全面掌握地质情况,并按规定对排浆进行化验,按不同地层调配泥 浆,保证钻孔需要和成孔良好。 5 2 在入土点挖地锚坑,地锚坑中心线在穿越主管中心线上,尺寸3.7m7.2 m 1.7
10、 m , 开挖排浆池及地锚坑时要留坡比1:0.67 的边坡。 地锚坑完成后,先将地锚放入穿越的地锚坑内,安装挡板,在挡板前打8 个 8 米长, 壁厚为10 的219 管桩进行加固,同时将地锚、挡板、管桩和钻机下所垫钢板用槽钢进 行连接,保证在回拖管线过程中地锚的稳固。地锚形式如下示意图: 管桩 12米长,1.8 米深,0.5 米厚钢挡板 连接槽钢 5.3 组装场地施工程序 5.3.1 组装场地施工便道修整,场地范围内的水塘旁便道施工。 5.3.2布管:卸管时要保证钢管防腐层的完好无损;钢管卸到指定堆管场地后,用人工推 动双轮小车沿作业带将钢管自出土点后20 米开始顺序布管,并首尾错开以便组对焊
11、接。 5.3.3 组装焊接:主管线采用手工焊, 焊条为纤维素型 E6010 ,焊道要按设计要求及规范规 钻机下所垫钢板 地锚 . . 定进行外观检验、 100超声波探伤及 100X射线照相检验。 5.3.4 焊前准备 1)被焊接表面应均匀、光滑,不得有起鳞、磨损、铁锈、渣垢、油脂、油漆和其它影响焊 接质量的有害物质。管内外表面坡口两侧25mm 范围内应清理至显现金属光泽。 2)管端坡口的加工应采用机械加工, 用动力角向磨光机将坡口修磨均匀、 光滑,并清除坡 口氧化皮及热影响区影响焊接质量的有害物质。 3)接头坡口角度、钝边、根部间隙、对口错边量应符合焊接工艺规程的要求。 5.3.5预热要求:预
12、热方法采用火焰加热方法进行,预热后应清除表面污垢。预热宽度以 坡口两侧宽度各 100mm 为宜。预热范围内温度应均匀,预热温度100。 5.3.6 施焊工艺: 1)采用外对口器组对。撤离外对口器前应完成50% 根焊道。 2)焊接方法为手工焊,与一般线路的焊接工艺相同。 3)焊接方向为下向焊, 每层焊道焊工数为 2 名;为防止焊接飞溅伤人, 施焊前,应穿戴好 劳保用品。 4)在管子焊接时,应采取有效措施防止管内产生穿堂风。 5.3.7 操作规程: 1)焊接前,管口组对和焊前准备工作应达到工艺规程要求。 2)焊接前应在焊接试板上试焊,调整焊接参数。 3)焊接时,在2名焊工收弧交接处,先到达交接处的
13、焊工应多焊部分焊道,便于后焊焊工的收弧。 4)焊道的起弧或收弧处应相互错开30mm 以上。严禁在坡口以外的管表面上引弧。焊接前 每个引弧和接头必须修磨。必须在前一焊层全部完成后,才允许开始下一焊层的焊接。 5)根焊完成后,应用角向磨光机修磨清理根焊道。 6)焊接时,为保证盖面焊的良好成型,填充焊道填充(或修磨)至距离管外表面12mm 处为宜。 7)完成后,必须将接头表面的飞溅物、熔渣等清除干净。 . . 8)在焊接作业中,焊工应对自己所焊的焊道进行自检和修补工作。 9)焊接时发现偏吹、粘条或其它不正常现象时,应立即更换焊条并修磨接头后施焊。 5.3.8返修:焊缝返修在监理人员的监督下,由具有返
14、修资格的焊工依照返修焊接工艺规 程进行返修。 5.3.9补口、补伤:由项目部防腐补口机组负责按规范施工,补口采用定向钻专用热收缩 带;并提供质量保证资料, 在现场及时修补漏点保证管线防腐层质量 , 直到回拖结束。详见 5.6 补口、补伤工艺 5.4 清管、试压方案 管线无损检测合格后试压清管:即根据设计要求,定向钻穿越段管道进行沟上强度试 验(水压试验)和严密性试验,在穿越管段与主管线连头后再进行整体试压。试压介质应 为无腐蚀性水,水源拟用杨家坪塘水,用200m *4 寸的水龙带打水。试压合格后请监理确 认并作好记录。其强度试验压力为 12Mpa ,稳压 4 小时;严密性试验压力为 10Mpa
15、 ,并稳压 8小时。定向钻完成后还要进行一次严密性试验。 管道的试压按设计要求及图纸和规范要求的试压步骤、压力等级进行。 清管、试压作业要求具备的条件 (1). 通球扫线试压段的焊接、无损检测等工作己完成; (2). 隐蔽工程检查合格 ; (3). 仪器仪表检验合格,试验用机具及通球试压装置符合规定要求; (4). 施工作业方案己经业主和监理审查通过 ; (5). 技术、安全交底己完成,人员分工明确,工具齐备; (6). 现场其它准备工作已经监理审查同意。 (7). 试压作业应在通球扫线结束并得到现场监理的同意后进行。 清管、试压前,所有机具、仪表、设备应完好,仪表的精度、量程、大小应符合有关
16、 规定并在检定有效期内,各种连接准确可靠,人员分工明确。技术、安全人员必须将施工 方案和安全技术措施向作业人员进行详细的交底。 清管作业 (1). 发球前应向管内灌入一定量水 , 便于清管。同时覆盖编织袋,防止飞溅物伤人。 (2). 清管前对清管球应进行外观尺寸测量,清管球充水后直径过盈量为管内径的 5%-8% ;发球使用简易发球筒。 . . (3). 清管次数视出口情况,一般为 2-3 次。 (4). 驱动介质使用压缩空气。附收发球装置简图: 椭圆封头 放空阀 压力表 上水阀 5.5 补口、补伤工艺: 5.5.1补口前,对补口部位进行表面预处理,用喷砂除锈将钢管处理至规定等级。焊缝处 试压装
17、置简图 清管器 压力表 压缩空气 发球筒示意图 盲板法兰 原管线 100放气孔 1200mm 收球筒示意图 均布 6 个长 800宽 100放气孔 原管线 焊口 开孔盲板 法兰 . . 的焊渣、毛刺等应清除干净。 补口作业施工工序 准备工作管口表面处理管口加热、测温涂刷底漆热收缩带安装加热热收缩 带检查验收管口补口标识填写施工、检查记录 5.5.2 质量控制: 1)检查钢管表面和焊口两侧各 150mm 范围内的区域,应无泥土、油污和杂草等物。 2)将两侧防腐层切成 45o斜角。 3)3) 喷砂时应将两侧各 50mm 范围内打毛,除锈等级应为 Sa2.5 级,管口 6 点钟位置的 铁锈必须除尽。
18、 4)应用点温计等业主允许的仪器对钢管表面的顶、 侧、底四个点的温度进行检查。 应符合 产品说明书中的有关规定。 5)按规定要求安装热收缩带,检查热收缩带的轴向搭接和周向搭接宽度, 应符合标准规定。 6)调好火焰,以不冒黑烟为宜,避免长时间烘烤同一地方以防止烧焦或烤爆, 按照规范规 定或/ 和制造商的推荐作法对热收缩带进行加热操作。 5.5.3 检查 1)应按照标准规定检查每一个补口的外观质量, 应平整无气泡、皱折、烧焦和炭化等缺陷。 2)按照标准规定对补口进行粘结力抽查(不小于50N/cm ) ,如不合格应加倍抽查,若加倍 抽查不合格,则该段管线的补口应全部返修。 3)任何检查出的损伤或 有
19、漏点的区域均应做出防水标记,标记的位置应不影响补伤的粘结力。 5.6 泥浆控制 5.6.1泥浆是定向穿越中的关键因素,穿越经过地层有:素填土、粉质粘土、淤泥质粉质 粘土等地层。我们针对不同的地层采用不同的泥浆,具体采取以下措施: 1)水源的水经过沉淀存入水罐,在水中加入纯碱,使水软化,改善水质,同时提高水的 PH值。 2)按照事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂,配出合乎要求的泥浆。 . . 3)使用的泥浆添加剂有:降失水剂、提粘剂和防塌润滑剂等。所加添加剂符合环保要求。 4)回流泥浆的处理: 钻机场地和出土点各有一个 15m 5m 3m返浆收集池,泥浆通过排浆 池收集,经沉淀之后处
20、理。 5)泥浆的配备方案 、导向孔: 配比标准:钠基膨润土 7%; 降失水剂 0.14%;润滑剂 0.1%. 、扩孔: (22一次) 原料配比标准:钠基膨润土 16% ,增粘剂 0.04%,滤饼剂 0.1%,降失水剂 0.28% ,润滑剂 4% 。 、回拖( 20管线回拖) 原料配比标准:钠基膨润土 16% ,润滑剂 8% 。 5.6.2 泥浆的控制措施 为了控制泥浆在穿越管线沿线冒出,我们采取以下技术措施: 、钻导向孔阶段 导向孔钻进阶段是管线穿越的关键,因为管线穿越孔还没有钻通,因此在导向孔钻进 的过程中,穿越泥浆是在盲孔中向入土点返出,如果入土点前端孔堵塞,则有可能在穿越 沿线冒出泥浆,
21、因此在管线导向孔的前100 米,将采取比较大的泥浆量,泥浆的流量较大 便于携带出破碎的泥土,使孔始终是通路。在导向孔的后半段,泥浆压力要减小,因为穿 越距离长时泥浆很难再从入土点孔洞内返出。 、扩孔阶段 开始扩孔的前半段,要采取比较大的泥浆量,利用泥浆的流动把孔内的泥土带到出土 点。当扩孔中段,泥浆量要减小,因为距离出土点与入土点都比较远,泥浆从这两点返出 需要的压力较大,如果采取大的泥浆压力可能从沿线冒出泥浆。在回扩到距离入土点较近 时泥浆排量再次加大,泥浆将从入土点孔洞返出。 、回拖阶段 在管线回拖阶段,因为整个穿越孔内充满了泥浆,因此在回拖管线的过程中,泥浆的 . . 排量与压力不用太大
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