本文以某天然气长输管道河流水平定向钻穿越工程为例，归纳总结了该定向钻穿越施工中的难点及应对措施，结合工程设计、施工及安全管理，提出了保证工程顺利实施的建议与措施。

工程概况

洣水河穿越位于湖南省衡阳市境内，是某长输管道的控制性工程之一。管道由南向北穿越，管径为P1016mm，设计压力为10MPa，管道穿越水平长度为1352.69m穿越工程等级为大型。穿越地层岩性主要为:粉质黏土、卵石、强风化花岗岩及中风化花岗岩，最大岩石饱和单轴强度125MPa。

定向钻穿越地理位置示意图

根据穿越的地质情况、施工工期及主管防腐层的保护等因素，在入土点投入一台600T主钻机，出土点投入一台350T辅助钻机，采用线路主管与光缆管分别穿越施工的方案，管道预制采用弹性敷设方式预制，回拖时利用发送沟发送整体回拖。

施工难点及解决措施

施工控向

在钻导向孔时，通过采用PII控向软件和地面信标系统，精准布置磁场；在扩孔作业时，对扩孔器加装前后扶正器，防止长距离施工过程中扭矩突变导致钻杆摆动过大等问题，从而加强施工控向控制，防止穿越曲线偏移。

漏浆

对地层软硬交替、存在较大裂隙导致施工时泥浆洞失严重的问题，采取的措施有:

（1）在主管导向前后进行4次水泥净浆封堵，

（2）在不反浆状态下，对主管导向进行大开挖预埋套管施工;

（3）在出土点的套管位置上焊接φ1500的立管作为竖井，以降低钻孔泥浆压力，解决后期扩孔施工泥浆流失问题及环境污染问题。

钻杆折断及塌孔

对钻杆受力不均发生折断的情况，通过在入土点处大开挖及下打捞母锥的方式对断裂钻杆进行打捞。为解决塌孔问题，采用“套中管“方式穿越塌孔区域，并通过高压旋喷桩的方式对爆孔区域进行地质改良。

成孔困难，因落石导致定向钻回拖受阻

（1）改善泥浆性能，结合实际工程地质条件，配备该定向钻专用的膨润土，增加护壁能力;

（2）采取返回拖的方式，重新洗孔、打捞后再施工;

（3）在管线回拖之前，采用挤扩器检测钻孔成孔度，采用试回拖作业的方式对地层进行验证。

卡钻及钻具受损

由于强风化花岗岩硬度高、地层软硬交替，扩孔作业时多次出现卡钻现象，主要通过逐级洗孔，更换大直径岩石扩孔器以及超级牙轮扩孔器等施工钻具解决。

此外，由于施工区域地层破碎、岩石硬度高，导致钻机及其辅助设备长时间运转、负载较大，钻具机具磨损严重，出现故障的几率增高的，现场对主要机具设备一备一用，同时将易损材料配备齐全。

结语

通过对上述案例的分析，现从设计、施工和安全管理3个方面出发，提出几点措施和建议。

(1)工程设计时，区域地质勘探要尽可能详细、准确，合理设置探孔，当地质结构比较复杂或变化较大时，应加密布置探孔;前期合理选择路由，尽量不要穿越山体，避免水平弯，如果避免不了，可适当延长水平弯直管段的长度，以便于弹性穿越;尽量不要选择空间受限的地段，因为此类情况的不确定因素太大，容易造成回拖失败。

(2)施工作业时，对于现场主要施工机具、设备宜一备一用，必要时直接启用备用设备;对于定向钻穿越距离长、管径大、岩石硬度高的，应在出、入土点各配备一台钻机，遇到卡钻、钻杆断裂等突发情况时，可以启动出土点钻机进行施敷。在定向钻穿越施工时严格控制钻进速度、泥浆压力，在易冒浆的地段，应减小钻进速度，当泥浆压力过大导致冒浆或压力突然变得异常升高时，则抽回钻头，进行洗孔后再施工。此外，当定向钻回拖受阻需采取助力措施时，应充分考虑地质环境条件、合理选定助力措施，避免造成孔洞破坏和钻机的损坏，耽误时间，错过了回拖的黄金期。

(3)由于定向钻施工过程中交叉作业多，应加强现场施工作业HSE管理，提前制定好应急预案，严格执行施工技术规范及有关要求，并对现场施工的实际情况进行详细记录。同时，加强施工人员的安全管理。