水平穿越定向钻QC

中核四达监理QC小组成果汇报课题名称：怎样提高定向钻水平穿越质量小组名称：漳州核电淡水管线项目QC小组登记号：QCXX－2017课题类型：施工实践型二O一七年十月目录1、小组概况2、课题选择3、活动计划4、现状调查5、目标设定6、原因分析7、要因确认8、制定对策9、实施对策10、效果检查11、巩固措施12、总结打算一、QC小组概况简介所在部门监理公司登记号QCXX－2017小组名称漳州核电淡水管线项目QC小组成立日期2017年3月1日课题名称怎样提高定向钻水平穿越质量组长姓名康增环职称：工程师课题类型施工实践型预计完成时间2017年11月30日计划目标通过这次QC活动来提高定向钻穿越控制质量，保证一次通过率达100%。小组成员表序号姓名性别职称序号姓名性别职称1李程卓男工程师2刘运田男工程师3宁庆阳男工程师二、课题选择漳州核电淡水管线项目总长约43公里，需横穿两座大山、县城主干道、高速公路、国道、河流等，所处地区地貌复杂，不便采取直埋、高架等施工方式，最适合于水平定向钻穿越施工方式。因此，水平定向钻穿越的施工质量在工程施工中起到至关作用，直接影响整个淡水管线工程的工期、质量和造价。漳州核电项监部以“怎样提高定向钻穿越控制质量”为技术课题，从人机料法环上对定向穿越施工技术进行全面分析、控制和检验，解决了施工中存在的技术难点和影响条件，保证一次拖管通过率达100%。本课题主要设备为定向钻机，下面为所用两种定向钻机及其型号：GD1100—L型水平定向钻机参数最大推拉力1150/1170KN最大扭矩4300N-m最高推拉速度4526/min最高回转速度85r/min发动机功率264KW入土角10—18度泥浆泵最大流量750L/min泥浆泵最大压力10MPa最大回扩孔径1500mm最大施工距离900m非开挖水平定向钻机型号为GD380BGD380B-L型水平定向钻机铭牌三、活动计划漳州核电项监部3月1日组建QC小组，进行了第一次讨论会，确定了课题题目，进行了职责分工，根据工程进展情况和现场条件制定了详细的活动计划并进行实施。活动时间从2017年3月1日开始至2017年10月26日结束，具体内容如下：时间安排阶段内容3月4月5月6月7月8月9月10月P选择课题现状调查设定目标原因分析要因确认制定对策D实施对策C效果检查A巩固措施活动总结四、现状调查本工程地处福建云霄县，管路全线地形落差较大，丘陵河渠较多，地质有冲洪积层、淤泥层、中风化凝灰岩、强风化凝灰岩、强风化花岗岩等多种岩土层，需要穿越江河、水库、农田、国道、铁路高架桥、规划区等关键区域，给水平定向钻施工带来很大难度。而且新到的施工队伍对当地地质地貌不熟悉、技术交底不全面、对出现新的状况处理不及时、施工方案针对性较差等因素，使施工过程中出现了定位错误、冒浆等问题，加大了施工成本，影响了施工进度，这些问题经过调查，归纳如下：1、导向仪导向错误造成重新打孔2、冒浆现象3、塌孔现象4、钻头损坏5、拖管过程中防腐层破损各类问题出现频数调查统计表序号出现问题次数情况描述及影响后果调查对象1导向偏差2“蛇形”线路孙坑及凤兴两处施工作业点出土角偏差导向孔作废2冒浆现象3环境污染3塌孔现象1管道无法入孔4钻头损坏1增加成本，影响进度5防腐层破损4影响使用寿命各类问题所占比例排列图序号出现问题次数排序所占比例比例累计1防腐层破损437%37%2冒浆现象327%64%3导向偏差218%82%4塌孔19%91%5钻头损坏19%100%各类问题柱状分布图012345防腐层破损冒浆现象导向偏差塌孔钻头损坏系列1五、目标设定漳州核电项监部QC小组根据存在的问题，详细分析造成以上现象的原因，通过加强事前控制、事中检查、事后检验等过程控制，最终保证拖管一次通过率达100%。六、原因分析针对定向钻穿越施工控制过程中出现的问题，结合QC课题开展的思路与方法，从“人”、“机”、“料”、“法”、“环”、“测”六个方面进行分析如下：1、导向孔偏差的原因•1）、操作人员对新进的外国进口设备不熟悉，对定向钻操作人员发出指令滞后。•2）、导向仪没有经过有效鉴定。•3）、路线较长，钻杆调整不及时造成废孔。2、冒浆原因•1）、人的因素：由于操作人员为了赶进度而将泥浆泵压力调整过大，造成冒浆现象。•2）、机械因素：压力表没有及时更换，灵敏度差，员工对压力控制依靠经验造成误判。•3）环境因素：出土角造斜位置离地面较近，土壤压力低，造成冒浆现象。3、塌孔原因：•1）、环境因素：通过河道时遇到流沙地形，造孔困难，云霄地区多雨季节，很容易造成塌孔。•2）、材料因素：成孔液配比不当。成孔液在定向钻穿越施工过程中起排除钻渣、保护壁孔、平衡地层压力、冷却钻头、润滑钻具与孔壁、软化硬岩土和导向射流等作用，润滑液配比不当造成塌孔。•3、人的因素：操作时泥浆泵流速过大将孔壁冲坏，造成塌孔。4、钻头损坏原因：1）、人的因素：员工对技术交底不重视,遇到碎石层没有及时更换钻头，对地质判断出现偏差。2）、环境因素：对福建云霄地区的复杂地形没有充足的认识，没有准备充足类型的钻头。5、防腐层破损原因：•1）、人的因素：1、焊接时错边较大，出现错层。2、员工对钢管底部除锈打磨不彻底，锈渣造成防腐层粘着力差。•2）、材料因素：PE防腐层粘着力差，在拖管过程中管道摩擦力造成脱落。•3）、施工方法：没有对管道进行预热。•4）、测量因素：对防腐层厚度、缺陷没有进行检测。•5）、环境因素：孔洞弯曲。•具体原因列表如下：序号原因1错边2除锈不彻底3没有预热4防腐层缺陷、防腐层厚度无检测七、要因确认对造成以上缺陷的原因进行综合分析，归纳如下：序号出现问题主要因素1导向偏差导向仪不灵敏，操作不熟练2冒浆现象操作压力大，距地面较近3塌孔泥浆配比不合适4钻头损坏没有针对不同地质情况更换不同钻头5防腐层损坏防腐层制作缺陷，孔洞缺陷八、对策制定•1）、加强技术交底的监督力度，参加施工单位的技术交底并对关键操作要点进行详细说明。增加班前会和班后会以及技术评比，提高员工质量意识。•2）对定向穿越施工钻机进行了全面检查和大修，更换了发电机过滤器和油管，使跑冒滴漏得到改善，对压力表进行了全部检查和更换，增加了操作的准确度，杜绝了因仪器不准造成的误差。•3）、对施工方案进行新的补充，对曲率半径、扩孔直径、出土角重新测算，对管段回拖力、扭矩、回拖速度进行了规定。专项具体对策如下：1、导向偏差对策1）、对进口导向仪重新进行了校验，保证了测量精度。2）、在管线预定方向先用白灰进行路线标记，仪器导向的时候沿着白灰线往前走，杜绝了人的运动轨迹的误差。2、冒浆现象对策•1）、更换泥浆泵压力表，并进行校验。•2）、对泥浆泵操作控制系统每两个小时做一次检查，杜绝员工将泥浆泵压力调整过大。•3）、在出土角处用挖掘机先开挖放送沟，减少离地距离。3、塌孔现象对策•1）、对地形做细致勘察，预先打三个岩层孔，中间一个，两岸各打一个，对定向穿越施工提供地勘保证。•2）、对泥浆配方进行及时调整，对地质差的地方在泥浆中添加固化剂，配制专门的护壁泥浆，如下表。不同地质条件泥浆粘度配比表项项目目管管径径地地质质（（ss））粘粘土土亚亚粘粘土土粉粉砂砂细细砂砂中中砂砂粗粗砂砂砾砾砂砂岩岩石石导导向向钻钻孔孔//3355～～44003355～～44004400～～44554455～～55005500～～55554400～～5500扩扩孔孔及及回回拖拖φφ442266以以下下3355～～44003355～～44004400～～44554455～～55005500～～55554400～～5500φφ442266～～φφ7711114400～～44554400～～44554455～～55005500～～55555555～～66004455～～5555φφ771111～～φφ110011664455～～55004455～～55005500～～55555555～～66006600～～88005500～～5555φφ11001166以以上上4455～～55005500～～55555555～～66006600～～77006655～～88555555～～66553）、增加测量器具，对水的PH值、泥浆密度、泥浆粘度、泥浆失水量、土壤含沙量进行详细检测。•3.1）、采用PH值试纸检测配浆用水的PH值；•3.2）、采用泥浆密度计检测泥浆密度；•3.3）、采用马氏漏斗检测泥浆粘度；•3.4）、采用气压式失水仪检测泥浆失水量；•3.5）、用固相含量测定仪测量含沙量。4、钻头损坏对策针对不同的地质层准备多种钻头，使用特点如下：1带腰笼翼状适用于较硬土层、夹杂硬的矿物结核的扩孔。加大直径方便。带腰笼翼状增加了腰笼，起到扶正器作用，旋转阻力较低。2螺旋型在挤压树根、碎石类等中、软土壤中通过障碍能力强，成型好、清孔工作小、铺管阻力小，属于挤压性钻头，需大扭矩。3凹槽状适合于在砂层或含有石块的紧密砂层中。凹槽状流线型设计易于泥浆流动和钻头清洁，具有挤压和切削双重功能。4牙轮式适用于硬脆碎岩石或强风化一半风化的岩层。5双向纺锤形适宜于粘土。泥浆在钻头体外流动自如，钻头自洁能力较强。6环刀性适用于软土层。五、防腐层破损对策序号原因对策1错边制作对口专用工具对口2除锈专门检查3没有预热对管道进行预热4防腐层缺陷、粘结力没有检测电火花检测缺陷磁性测厚仪测厚度5管道有弯曲现象见下页减少管道弯曲对策•1）、尽量采用反向回拉扩孔，钻杆在回拉时起到导向作用。•2）、用多切削刃钻头和互为交错式切削钻头。•3）、减小转速。•4）、一次扩孔不要太大。一次扩孔太大，会造成停留时间长，加速钻头下沉。九、对策实施通过以上对策落实，在建设单位和施工单位大力配合和支持下，监理单位深入现场进行监督和指导，特别是在防腐层解决处理上，在拖管过程中破损问题从坡口组对、除锈、焊接、无损检测到管道预热、防腐层施工、拖管进行了全程跟踪监督，下面是对实施监督过程中一些图片及说明：1、与建设方、施工方现场沟通对策落实2、对导向仪操作进行现场指导3、检查设备、入土角、扭矩及操作过程，杜绝冒浆4、检查泥浆配比使用效果，杜绝塌孔现象5、督促施工单位及时更换钻头，避免钻头损坏6、跟踪检查防腐层操作，避免破损十、效果检查通过以上手段，在海峰村、下径村段的定向钻施工中拖管一次通过率达到100%，出土点偏差不大规定20mm，导向孔曲线偏差均在允许范围内，周围的施工环境有了极大的改善，达到了预期效果。列表如下：QC实施前后效果对比图序号出现问题实施前故障次数实施后故障次数1导向偏差202冒浆现象303塌孔104钻头损坏105防腐层损坏40十一、巩固措施•在解决上述问题的同时，为了对效果进行巩固和保持，QC小组采取了以下四项巩固措施：•1、对焊接采取的措施：1）、采用氩弧焊打底，即增加焊缝强度防止拉断，又保证底部平整。2）、增加钢管焊接时采用专用工具对口，防止错口现象影响防腐层3）、对除锈效果进行专项检查4)、对焊缝进行超声波和射线两种探伤相结合。•2、对定向钻施工方案进行升级：曲率半径过由1400D扩大为1500D，扩孔半径由1.4D调整为1.5D，出土角由12度减小为10度。•3、使用葫芦形钻头及扶正器减少管道弯曲现象。•4、增加中间控制表格使每项操作、有据可查、标准化：•附图及附表如下：1)、专用对管工具对管，避免错边造成防腐层不平2、氩弧焊打底，增加焊缝强度和底部平整度3、检查焊缝质量和除锈效果，避免防腐层粘着力差4）、焊缝超声波检查5、焊缝无损检测底片检查2、使用葫芦形钻头，减少孔洞弯曲3、制作、使用扶正器减少管道弯曲现象扶正器示意图各类问题从记录上巩固措施序号出现问题巩固措施1导向偏差控向记录表2冒浆现象司钻岗位工作记录（导向孔钻进扩孔回拖）3塌孔泥浆配制记录表格4钻头损坏福建省常见土层物理力学性能指标交底表扩孔器扶正器扩孔器、扶正器连接示意图扩孔方向5防腐层损坏定向钻穿越施工质量控制点：前期准备18个控制点，钻导向孔7个控制点，扩孔10个控制点，回拖7个控制点•定向钻穿越作业HSE检查表共检查39项•中间检查记录表