油气输送管道工程水平定向钻法穿越设计规范-送审稿 66页

SY中华人民共和国石油天然气行业标准pSYxxxx-20xx油气输送管道工程水平定向钻法穿越设计规范CodefordesigningofoilandgastransportationpipelineHDDengineering（送审稿）20xx.xx.xx发布20XX-XX-XX实施\n中华人民共和国右油天然气行业标准油气输送管道工程水平定向钻法穿越设计规范CodefordesigningofoilandgastransportationpipelineHDDengineeringSY/XXXX-20XX主编部门:批准部门:施行□期:\n根据国家能源局《关于下达2011年第二批能源领域行业标准制（修）订计划的通知》（国能科技（2011〕252号）文件的要求，规范编制组结合近年來油气管道水平定向钻穿越工程的建设实践，经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进技术，并在广泛征求意见的基础上，制定本规范。本规范共分13章，主要技术内容包括：总则、术语、基本规定、穿越位置、工程勘察、场地布置、穿越曲线设计、地层处理、管道应力校核、钻机及钻具、抗震设计、防腐与防护、焊接与试压，另有3个附录。本规范由国家能源局负责管理，由石油工程建设专业标准化委员会设计分标委负责FI常管理，由中国石油天然气管道工程有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送中国石汕天然气管道工程有限公司（地址：河北省廊坊市和平路146号，邮编：065000）o本规范主编单位：中国石油犬然气管道工程有限公司木规范参编单位：屮国石油天然气管道局穿越分公司中国石油天然气管道科学研究院木规范主要起草人员：本规范主要审查人员：\n1总则12术语23基本规定43.1一般规定43.2基础资料53.3材料64穿越位置95工程勘察115.1一般规定115.2工程测量125.3岩土工程勘察136场地布置187穿越曲线设计198地层处理228.1一般规定228.2地层处理229管道应力校核249.1管道回拖工况249.2管道试压工况应力校核279.3管道运行工况应力校核279.4管道径向屈曲失稳校核2810钻机及钻具2910.1钻机2910.2钻具2911抗震设计3112防腐与防护3212.1—般规定3212.2防腐层选型及结构设计3212.3防护层3212.4阴极保护3312.5检测与评价3313焊接与试压34\n12.1焊接3413.2试压34附录B防护层性能指标37附录C管道外防腐层电阻率测试（馈电测试）38本规范用词说明40引用标准名录41\nCONTENTS1Generalprovisions12Terms23Basicrcgulations43.1Generalregulations43.2Basicdata53.3Material64Crossingsite85Engineeringinvcstigation95.1Generalregulations95.2Survey105.3Geotechnicalinvestigation116Construetionsite157CurvesDcsign168Sitefeatureschangeing198.1Generalregulations198.2Sitefeatureschangeing209Pipestressanalysis219.1Pullingload219.2Hydropressureload249.3Operatingload249.4Bucklinganalysis2510HDDEquipmentandassembly2610.1HDDEquipmcnt2610.2Assembly26\n1EarthquakeDesign282Coatingandprotection292.1Generalregulations292.2Coatingdesign2912.3Protection2912.4Cathdicprotcction3012.5Measureandanalysis303Weldingandhydropressure3113.1Welding3113.2Hydropressure31AppcndixARequirementofDrillingplatform32AppendixBCoatingpretectiongparemater34AppendixCResistivitytest35Explanationofwordinginthiscode37Normativestandard38Specificationofprovisioninthiscode39\n1总则l.o.1为了在油气输送管道工程水平定向钻法穿越勘察设计中贯彻国家有关法规政策，确保工程做到安全、环保、经济合理、使用可靠，制定本规范。1.0.2本规范适用于油气输送管道在陆上使用水平定向钻法穿越人工或天然障碍的新建和扩建工程勘察设计。其它区域水平定向钻法穿越工程可参照执行。1.0.3水平定向钻法穿越工程勘察设计除应符合木规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。\n2术语1.0.1障碍物水域、山体、铁路、公路和其它需采用水平定向钻施工方式通过的人工或自然物体。2.0.2水平定向钻机一般由主机、动力源、控制系统、行程驱动系统组成，可控钻孔轨迹，在不同的地层和深度进行多种口径和一定长度的地下管线铺设的机械。2.0.3水平定向钻法穿越简称“定向钻穿越”，采用水平定向钻机按照设计轨迹进行导向孔、扩孔形成一孔洞后，回拖穿越管段通过障碍物的一种非开挖管道安装施工方法。2.0.4入土点水平定向钻机钻杆钻进的起点。2.0.5出土点水平定向钻机钻杆钻进的终点。2.0.6入土角入土点钻杆与水平面的夹角。2.0.7出土角出土点钻杆与水平面的夹角。2.0.8导向孔利用水平定向钻机，沿设计曲线完成的初始钻孔，作为预扩孔的引导孔。2.0.9扩孔为达到与穿越管段回拖相适应的孔径，采用扩孔器将导向孔扩大至所需直径的施工过程。2.0.10冋拖将钻杆、扩孔器、旋转接头与安装管线依次连接，将穿越管道沿扩孔后的孔洞从障碍物一侧拖至另外一侧的过程。2.0.11扩孔器用于扩孔的机械设备，扩孔器种类一般有桶式扩孔器、飞旋式扩孔器、牙\n轮扩孔器、板式扩孔器等。2.0.12控向系统采用无线或有线磁场技术提供方位角、倾斜角及工作状态等参数便于控制定向钻钻机姿态的系统。2.0.13泥浆由膨润土、水和少量添加剂组成的混合物，用于定向钻穿越过程中钻屑携带、钻头冷却、润滑钻具、孔洞护壁、传递动力等。2.0.14套管定向钻穿越过程中岀、入土点两侧采用夯进、顶进或开挖方式隔离不良地层而设置的隔离管。2.0.15钻机地锚用以临时固定定向钻钻机，提供钻机反作用力的临时锚固系统。2.0.16地质改良通过换填、深层搅拌、高压旋喷、冷冻等方法改善地层条件的施工措施。2.0.17水平定向钻对穿采用两台定向钻钻机分别从障碍物两侧对钻导向孔，通过对接钻孔完成导向孔施工过程的一种定向钻工法。\n3基本规定2.1一般规定3.1.1水平定向钻穿越设计应符合有关管道保护、国土管理、河道管理、防洪、环境保护、水土保持、安全、职业卫生等冇关国家法律法规，并应符合国家相关标准和规范。3.1.2水平定向钻穿越设计应依据完整的工程勘察资料，综合考虑管道的运营和施工条件，进行开挖、隧道、跨越等多种方案的技术、经济、安全、环境比较。3.1.3水平定向钻穿越管道设计寿命应不小于主体管道设计寿命,无特殊规定时设计寿命宜按30年考虑。水平定向钻穿越管道在规定的设计年限内，应具有足够的可靠度，包括强度、稳定性、耐久性，能适应管道长期运营的需要。3.1.4水平定向钻穿越工程应贯彻国家有关的技术经济政策，积极慎重的采用新技术、新材料、新设备、新工艺。2.1.5水平定向钻穿越应按免维护进行设计,设计屮应充分考虑无维护条件下管道的安全。3.1.6水域水平定向钻穿越工程应按表3.1.6-1划分工程等级，并选取与设计洪水频率相应的设计洪水。桥梁上游300m范围内的穿越工程，设计洪水不应低于该桥的设计洪水频率。表3.1.6-1水域定向钻穿越工程等级与设计洪水频率工程等级穿越水域的水文特征设计洪水频率多年平均水位的水面宽度（m）相应水深（m）大型>200不计水深1%（百年一遇）2100〜V200>5中型N1U0〜V200<52%（五十年一遇）N40〜V100不计水深小型<40不计水深5%（二十年一遇）注：1对于季节性河流或无资料的河流，水面宽度可按河槽宽度选取（不含滩地）。2对于游荡性河流，水面宽度可按深泓线摆动范围选取；若无资料，可按两岸大堤间宽度选取。3有特殊要求的工程，可提高工程等级；有特殊要求的大型工程可称特殊的大型工程,设计洪水频率不变。\n2.1.7其它障碍物水平定向钻穿越工程应按表3.1.7划分工程等级。表3.1.7其它障碍物定向钻穿越工程等级划分工程等级穿越管道参数穿越长度(m)穿越管道管径(mm)大型>1800不计管径>1200〜<1800>1016中型>1200〜V1800<10162800〜VI200不计管径小型<800不计管径3.1.8定向钻穿越工程应根据工程重要性按表3.1.8划分为一类、二类、三类。表3.1.8定向钻穿越工程重要性分类工程垂要性分类划分标准一类长江、黄河、松花江、辽河、海河、珠江、淮河等河流的干流河道定向钻穿越。二类a)一类以外的输送介质为原油和成品油的定向钻穿越；b)一类以外的管径小于DN1000mm穿越长度不小于2000m的定向钻穿越；c)一类以外的穿越管径人于等于DN1000mm且穿越长度大于1000m的定向钻穿越；d)--类以外的环境敏感地段定向钻穿越。三类-类和二类以外的其余管道定向钻穿越。注1：地质复杂、难度较大的定向钻穿越，工程重要性可提高一类；注2：特殊地段或有特殊耍求的定向钻穿越,工程重要性可提高-•类。3.1.9穿越段两端地而，应根据地质条件釆取措施防止塌陷和冒浆。2.1.10采用水平定向钻穿越河流和水库等水域时，应根据不同的地质条件采取冇效措施，控制堤坝和地面的沉陷，防止穿越管道处发生管涌，保证堤坝的安全。1.2基础资料3.2.1水平定向钻穿越工程设计前，应取得输送介质物性资料及输送工艺参数。英要求应按现行国家标准《输油管道工程设计规范》GB50253和《输气管道工程设计规范》GB50251的规定执行。3.2.2水平定向钻穿越工程设计应取得冇关部门对管道工程的环境影响评估报告、灾害性地质评佔报告、地震、安全评估报告及其它涉及工程的有关法律法规的要求。3.2.3水平定向钻穿越位置应取得地方规划、堤防管理、河道管理等相关主管部\n门的许可。穿越有防洪要求河段，穿越位置及穿越方案应进行防洪评价，并应取得水利主管部门批准；对于通航河流穿越，项廿立项时应进行通航安全论证,并报交通运输主管部门审查，在建设期间应进行通航安全评估；穿越水源保护地、水生物保护区、环境保护区、风景区等敏感地段，还应取得水务、渔业、环保、规划等相关部门的同意。3.2.4选定穿越位置后，应按木规范和《油气输送管道工程测量规范》GB/T50539、《油气田及管道岩十•工程勘察规范》GB50568等相关标准规范，根据设计阶段的要求开展工程勘察工作。3.2.5对于河道摆动较大的河段应进行河势分析。3.2.6根据《屮国地震动参数区划图HB18306,位于地震动峰值加速度a^O.lg地区的大中型穿越工程，应杳清下列四种情况，并取得量化指标：1冇无断层及断层活动性质，活动断层应取得一次性最人错动量；2地農吋两岸或水床是否会出现开裂或错动；3地震时是否会发生地基土液化；4地震时是否会引起两岸滑坡或深层滑动。3.3材料3.3.1水平定向钻穿越工程用于输送油气的钢管，应符合《石油大然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：A级钢管》GB/T971l.k《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：B级钢管》GB/T9711.2或《石油天然气工业输送钢管交货技术条件笫3部分：C级钢管》GB/T9711.3的规定，并应根据所输介质、钢管直径、钢管壁厚、使用应力与设计使用温度等补充冇关技术条件要求。对于管径小于DN300的钢管可采用符合《输送流体用无缝钢管》GB/T8163冇关技术条件要求的钢管。与油气管道平行敷设的通信硅管套管宜采用符合《结构用无缝钢管》GB/T8162有关技术条件要求的钢管，宜采用管径为114mm的无缝钢管，壁厚应由计算确定，并不宜小于5mm。3.3.2符合本规范第3.3.1条的钢管，其许用应力应按下式计算。输油[o]=F①os(3.3.2-1)输气[o]=FCtos(3.3.2-2)\n式中：［。］——输送油气钢管许用应力（MPa）；os——钢管规定屈服强度（MPa）；①——钢管焊缝系数，符合本规范第3.3.1规定的钢管，①取1.0；t——温度折减系数，当温度小于120°C时，t值取1.0；F——强度设计系数，按表3.3.2取值。表3.3.2强度设计系数穿越管段类型输气管道地区等级输汕管道—•二三四水域小型穿越0.720.60.50.40.6水域大、中型穿越0.600.50.40.40.5其它障碍物小型穿越0.720.60.50.40.6其它障碍物大、中型穿越0.600.50.40.40.5注1：输气管道地区等级划分应符合现行国家标准《输气管道工程设计规范》GB50251的规定；注2：对丁•表3.1.8中规定的一类和二类穿越：输气管道一、二类地区设计系数应提高一级，三、四类地区管道壁厚提高个等级。3.3.3水平定向钻穿越管段的钢管壁厚应按下式计算，11选用钢管的径厚比不应大于100oPD$(3.3.3)式中:5——钢管计算壁厚（mm）；P输送介质设计内压力（MPa）；Ds钢管外直径（mm）；[o]——输送钢管许用应力（MPa）。3.3.4工程所用材料、管道附件的材质、规格和型号必须符合设计要求，其质量应符合国家现行有关标准，并应具有出厂合格证、质量证明文件以及材质证明书或使用说明书。3.3.5应对工程所用材料、管道附件的出厂合格证、质量证明文件以及材质证\n明书进行检杳，当工程有需要时，应按有关规定进行试验，当对其质量（或性能）冇疑问时应进行复验，不合格者严禁使用。3.3.6油气输送用钢管及附件的检验，应按制管标准检查钢管的外径、壁厚、椭圆度等钢管尺寸偏差。钢管表面不得有裂纹、结疤、折叠以及其它深度超过公称壁厚偏差的缺陷。\n4穿越位置4.0.1穿越位置应符合线路总体走向，线路局部走向应根据穿越位置进行调整。1.0.2穿越位置选择，宜避开下列区域：1河道弯曲，经常改道的河段；2河床冲淤变幅大的河段；3岸坡区岩土松软、不良地质作用发育且对穿越工程稳定性有直接危害或潜在威胁的河段；4靠近地震活动断裂或存在较大地层断裂带的河段；5水源保护地、水生物保护区、环境保护区及文物保护区等敏感区；6避开岩溶、沉陷和其他不良地质作用及不适宜定向钻穿越的地质区域。2.0.3穿越位置选择应考虑下列因素：1区域地质；2穿越位置上下游建（构）筑物的建设情况；3场地因索，设备布置条件和管道组装条件；4定向钻施工设备进、出场条件；5穿越两岸高差不宜过大；6水平定向钻穿越场地周边是否存在高压线、微波站、直流接地极等信号干扰源。7尽量避开松散的砂土、粉土和软土等对定向钻不利的场地。4.0.4穿越轴线应符合下列要求：1穿越的轴线应满足国家有关规定2与城镇居民点或独立的人群密集的房屋Z间的距离不宜小于15m；3与港口、码头、水下建筑物或引水建筑物等Z间的距离不宜小于200m；4距已建桥梁墩台冲刷坑外缘之间的距离不宜小于10m,并不影响桥梁墩台安全；5并行穿越时，并行间距不宜小于10m；6当情况特殊或受地形及其他条件限制时,在采取冇效措施保证相邻建（构）\n筑物和管道安全的而提下，可缩小2、3款规定的距离，但不应小于8叱7管道交叉或上下平行穿越时，垂直间距不宜小丁・6哄\n5工程勘察5.1一般规定2.1.1水平定向钻穿越工程岩土工程勘察宜按选址勘察（可行性研究勘察）、初步勘察、详细勘察和施工勘察等阶段逐步开展工作，并应符合下列规定：1选址勘察应满足选址和方案初步确定要求；2初步勘察应满足方案确定耍求；3详细勘察应满足施工图设计要求；4地质条件复杂或有特殊要求的工程，宜进行施工勘察。1.1.2钻探和取样应符合国家现行标准《工程地质钻探标准HCECS240）的规定,应采用回转岩芯钻探方法，遇到卵石、碎右、漂石和块石等地层时可选用振动回转方式钻进。对于岩层钻探应提供岩石质量指标RQD。其中岩芯采取率应满足表5.1.2中要求。岩芯的编录、保管及运输应符合《工程地质钻探标准XCECS240）规定，对工程地质条件复杂或重要穿越工程宜将岩芯妥善保存至施工结朿，对毎箱应分别进行正面近景拍照，照片上要标注每箱岩芯的孔号、冋次、进尺等信息，岩芯照片做为勘察报告的附件捉供。表5.1.2岩芯采取率地层黏性土、完整岩层较完整岩层破碎岩层、构造破碎带、砂土、碎石土岩芯采取率>90>80>655.1.3岩土试验项目应根据岩土性质确定：1黏性土：密度、比重、天然含水量、液限、塑限、抗剪强度指标；2粉土：密度、比重、天然含水量、液限、塑限、颗粒分析、抗剪强度指标；3碎石土、砂土：颗粒分析；4岩石：天然和饱和单轴极限抗压强度、岩芯膨胀率、砂岩含泥量、膏盐地层钙镁离子含量。5.1.4水域中钻探孔宜搭建水上钻探平台，水域钻探平台技术要求见附录Ao5.1.5钻探工作结束后，应对钻孔进行封孔。封孔应根据不同要求选用合适的材料回填，基岩采用水泥封孔，砂层、土层采用黏土球封孔，并应捣实。水泥\n封孔可采用泥浆泵将水泥浆送入孔底，自下而上灌注。堤防附近钻孔回填方法和回填材料应严格按照当地堤防部门要求执行。5.1.6工程施工过程中承包商应根据导向孔钻进情况对勘察资料进行校核。5.1.7本章未做说明事项，按《油气输送管道工程测量规范》(GB/T50539)和《油气田及管道岩土工程勘察规范》(GB50568)等相关标准规范执行。5.2工程测量5.2.1测图范围1测图宽度宜为穿越轴线上下游各150m〜200m。2测图长度应根据穿越处地形条件、水域情况、穿越K度而定，并应大于定向钻穿越段水平长度。3长度800m以上定向钻穿越应进行回拖场地测量，测量宽度为回拖轴线上下游50m。4对于穿越位置附近河段冲淤变化大、采砂严重、穿越位置位于弯道段或有河工节点时应进行上游1000m,下游200m水下地形图测量。5.2.2测图比例尺1地形图：大、中型穿越工程宜为1:2000或1:1000,小型穿越工程宜为l:500o2纵断面图：横向比例尺与地形图相同，纵向比例尺大、屮型穿越工程宜为1:500或1:200,小型穿越工程宜为1:200或1:100。3对于5.2.14条，测图比例宜为1：2000o5.2.3控制测量1控制测量宜采用全球卫星定位技术(GPS)或光电测距导线测量方法(大型穿越为二级，屮型穿越为三级)。控制点和穿越的主断面桩应埋设固定桩。在穿越点附近宜布设不少于2个相互通视的控制点，以便穿越桩丢失后的复位。2高程控制测量宜采用光电测距三角高程方法(大型穿越为四等，屮型穿越为五等)。5.2.4地形测量\n1地形测量宜采用全站仪测图、GPS-RTK测图等方法；2两岸地形图除按一般要求测绘外，尚应测绘穿越两端的线路走向、埋地管线、送电线、航道设施等；5.2.5纵断面测量1纵断面测量可采用全站仪测图、GPS-RTK测图等方法；2穿越纵断而测量应沿管道线路屮线位置采集断而点数据，两岸应分别测至穿越桩各外延100mo5.3岩土工程勘察5.3.1水平定向钻穿越岩土工程勘察应查明穿越障碍物及两侧穿越段范围内的岩土工程条件，对拟选穿越段的工程地质、水文地质和工程水文等场地条件作出评价，提供满足设计要求的岩土工程勘察资料。5.3.2可行性研究勘察应满足选定穿越位置、拟定穿越比选方案的要求。5.3.3可行性研究勘察宜采用资料搜集、现场踏勘、地质调杳等方法，概略了解穿越断面的工程地质、工程水文条件，对拟选穿越场地的稳定性和定向钻穿越的适宜性作出工程地质评价，对下一步的勘察工作提出建议。5.3.4可行性研究勘察阶段，对于有特殊要求的大型穿越工程可适当进行物探和工程钻探工作，采用物探与钻探相结合的方法初步查明穿越断而地层的分布情况。5.3.5可行性研究勘察应进行下列工作：1搜集穿越段有关地形地貌、区域地质、地震、水文及上下游已建建（构）筑物的工程地质和水文地质资料；2搜集穿越河段所在流域概况、河流类型、河谷发冇或平原河道变迁情况及其发展趋势；3通过踏勘调查，了解穿越段及两侧出露的地层、构造、岩土性质和不良地质作用等工程地质条件。5.3.6可行性研究勘察阶段岩土工程勘察报告应阐明穿越段障碍物的场区地质概况，评价可供选择做大屮型穿越段而范围和拟选段的工程地质、工程水文条件及对下一步勘察工作提出建议。5.3.7初步勘察阶段应初步查明拟定穿越障碍物的工程地质条件，选择最优的\n穿越断面，推荐合理的穿越方式，提供满足初步设计要求的岩土工程勘察资料。5.3.8初步勘察应对可行性研究勘察资料进行复核验证，如变化较大，应分析原因并提出处理措施。5.3.9初步勘察应以搜集资料、地质调查为主，并布置适当的钻探和工程物探工作。初步查明拟定穿越断而的工程地质条件，对穿越方案的适宜性进行分析,并提出推荐意见和建议。5.3.10初步勘察前应取得拟定穿越位置范围内的地形图。5.3.11初步勘察阶段宜搜集以下有关资料：1有关的区域地质资料，主要包描地质图、构造图、工程地质图、水文地质图、地貌及第四纪地质图、地质剖而图等；2有关工程水文资料，主要包括设计洪水频率卜•的设计流量、设计流速、设计洪水位、冲止高程，以及历史上发生的最大洪水情况和附近其他工程有关资料；3穿越场区气象资料，主要包括气候类型、气象特点、气温、蒸发量、降水量、降水集屮的月份、风力、风向、最大冻土深度等。5.3.12工程地质调杳应包括以下内容：1调查拟选穿越场区的地貌成因、形态、特征及其发展趋势；2调查穿越场区地层的岩性、成因类型、分布规律、岸坡和河床稳定情况、山体的构造特征以及其它障碍物的特性；3调查穿越场区特殊性岩土和不良地质作用的分布范围、成因类型、形成条件及对定向钻穿越的影响。5.3.13初步勘察阶段宜沿拟定的穿越轴线和其上游的勘探线上各布设一条工程物探线。对工程物探的实测资料，应结合初步勘察工程钻探的成果资料进行综合分析，提出地质解释成果，确定穿越断面地层的分布范围和连续性。如果物探结果表明地层不连续或地层分布与钻探不一致时，应增加钻孔进行验证。5.3.14在初步勘察阶段，水平定向钻法穿越工程应进行钻探工作，勘探点的布置原则和深度应按下列规定执行：1勘探点应布置在拟定穿越轴线上游15m〜20m处；对于双管或多管并行的穿越应平行拟定的上游穿越轴线和下游穿越轴线外侧15m〜20ni平行布置2条勘探线，两条勘探线上的勘探点应交错布置；勘探点间距宜为100m〜200m,勘探点数量应不少于3\n个，其中两岸及主河槽中心附近至少应各布置1个钻孔；2勘探孔的深度应按下列规定执行：1）勘探孔的深度应根据设计要求确定，无设计要求时，对于大、中型穿越工程，一般性钻孔深度宜为穿越段最低点以下30m〜50m,当遇见基岩时，在预定深度内应钻穿强风化和中风化层，钻入微风化层以FlOm,当强风化层和中风化层很厚时，钻孔深度最深以河床最低点以下50m为限。控制性钻孔深度宜为50m〜100m,其数量不宜少于钻孔总数的1/3；2）无设计要求时，对于小型穿越工程，钻孔深度宜为穿越段最低点以下15n）〜30m,当遇见基岩时，在预定深度内应钻穿强风化和屮风化层，钻入微风化层以b*5m,当强风化层和中风化层很厚时，钻孔深度最深以河床最低点以H30m为限；3）对抗震设防烈度大于或等于6度的地区，勘探孔深度应满足场地和地基地震效应的分析评价的要求。5.3.15山体水平定向钻穿越初步勘察时，应以工程地质测绘和工程物探为主，配合少量钻探及测试工作，勘探点的间距宜为400m〜600m,对地质条件复杂的山体不宜少于3个勘探孔，勘探孔深度应为设计穿越深度以下3m〜5叽5.3.16初步勘察阶段通过钻探取样、测试和试验，获取钻孔柱状图及各岩土层的物理力学性质指标。5.3.17详细勘察应根据己确定的穿越断而布置勘探工作，并在初步勘察的基础上，采用钻探方法揭示地层，当地层有较明显的物性弟异时，宜进行工程物探工作，查明穿越断面的工程地质条件，提供满足施工图设计要求的岩土工程勘察资料。5.3.18对于工程地质条件复杂和中等复杂的定向钻穿越工程，详细勘察阶段宜沿选定的穿越轴线和英上下游的勘探线各布设一条工程物探线。对工程物探的实测资料，应结合详细勘察工程钻探的地质资料进行综合分析，提出地质解释成果，进一步确定穿越断面地层的分布范围和连续性。如果物探结果表明地层不连续或地层分布与钻探不一致吋，应增加钻孔进行验证。5.3.19详细勘察阶段工程钻探应符合下列规定：1勘探线应在穿越轴线的两侧15n）〜20m处齐布置一条；对丁双管或多管并行的穿越应平行拟定的上游穿越轴线和下游穿越轴线外侧15m〜20m处各布置一条勘探线；两条勘探线上的勘探点应交错布置，两侧勘探点投影到穿越轴线上\n的间距应为30m〜100m,工程地质条件复杂场地应取小值，工程地质条件简单场地应取大值；2对采用水平定向钻穿越山体和其他障碍物时，应以工程地质测绘和工程物探为主，并结合山体和其他障碍物的地形、特征、岩性特点结合地质条件复杂程度及工程物探所发现的疑点、异常点布置勘探点，勘探点宜布置在穿越轴线两侧10m处，勘探点间距宜为200〜400m；3勘探孔深度应为管底设计深度以下5m~10m；4通过钻探取样、测试和试验，获取钻孔柱状图及齐岩土层的物理力学性质指标。5.3.20施工前应对详细勘察资料进行分析确认，对于地质条件复杂或有特殊要求的定向钻穿越可进行施工勘察，施工勘察内容及深度应根据施工实际工程需要确定。5.3.21施工勘察阶段一般采用钻探或导向孔试钻，分析可钻性和岩土特性。5.3.22应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等具体情况编写穿越岩土工程勘察报告，勘察报告宜包括（但不限于）下列内容：1文字部分宜包描下列内容：1）工程概况；2）勘察目的、任务要求和依据的技术标准；3）勘察方法、勘察工作布置和完成情况；4）自然地理、区域地质5）场区水文地质条件6）穿越断面的地层构成特征；7）岩土的物理力学性质；8）环境水和土的腐蚀性；9）场地地震效应分析评价；10）不良地质作用和特殊性岩土分析评价；11）工程水文参数、边坡稳定性评价及护坡（岸）措施建议；12）河床的稳定性和穿越的适宜性评价及穿越深度建议；13）施工条件及设计施工中应注意的问题。2图表部分宜包括卜•列内容：1）勘探点平面位置图；2）工程地质剖血图（包括勘察剖面及管道中线投影剖血图）;\n3）工程地质柱状图；4）其他有关图表。\n6场地布置6.0.1穿越场地两侧施工便道应具冇足够的承载力，宽度应大于4叫弯道的转弯半径应大于18m,并与公路平缓接通，最大坡度不宜大于10°o穿越场地选择时宜尽量利用已有地面设施。1.0.2水平定向钻钻机场地如位于滩地上，地面标高不宜低于二十年一遇洪水位。2.0.3穿越场地应具冇足够的承载力，否则应进行地基加同处理。入土点小型水平定向钻机的安装场地宜为40mX40ni,大型水平定向钻机的安装场地宜为60mX60mo泥浆池场地应根据穿越长度、泥浆回收、地质条件、穿越管径等确定场地大小。5.0.4岀土点侧场地应尽量平坦开阔，管道预制场地应满足穿越管段组装焊接的耍求，钻具操作场地不宜小T30mX30m,出土点侧泥浆池场地应根据穿越长度、泥浆回收、地质条件、穿越管径等确定场地大小。采用对穿穿越时，出土点侧钻机安装场地按本规范6.0.3条执行。5.0.5出土点侧泥浆池不宜设在穿越轴线上。5.0.6冋拖场地尽量利用线路作业带场地，冋拖场地宽度不宜小于8臥6.0.7穿越管段预制回拖场地宜设在出土点附近，宜与入土点、出土点成一直线。穿越管道预制回拖场地的长度宜比穿越设计水平长度长20n）。若因场地限制预制管段不能直线布置时，可采用弹性敷设或管段多接一布置。6.0.8采用弹性敷设布置回拖管道吋，应在出土点保持不少于100m的直管段，弹性敷设曲率半径不宜小于lOOODo6.0.9采用多接一布置时，应尽量减少工序衔接时间。\n7穿越曲线设计5.0.1穿越深度应同时符合下列规定：1穿越河流等水域时，穿越管段管顶最小设计埋深宜大于设计洪水冲刷线和规划疏浚线以下6m,在地层受限情况下，经过充分论证后可适当减小管顶埋设深度，但应大于设计洪水冲刷线和规划疏浚线以下2.5m；管顶距河床底部的最小距离宜大于穿越管径的10〜15倍；2穿越河流等水域时，穿越管段埋深应不受河道挖砂、船只抛锚等影响；3穿越河流等水域时，覆盖层地质条件和厚度宜满足不发生冒浆的要求；4工程建在水库泄洪影响范围内，管段埋深应考虑泄洪吋的局部冲刷及经常泄水的清水冲刷；5穿越山体时，应根据曲率半径选择在较为稳定的地层内，且满足不发生冒浆的要求；6穿越铁路、公路、堤防等构筑物时，穿越深度应符合铁路、公路、堤防等相关部门的规定。7.0.2管道穿越应选择在钻孔孔壁稳定的地层中。定向钻适宜穿越以下地层：硕质或较软粘土层、粉土层、粉细砂层、中砂层、较完整且饱和抗压强度小于80MPa岩石层、大于2mm以上颗粒含量小于30%含卵砾地层；穿越时不宜长距离穿越以下地层：流塑状粘土、松散状砂土、粗砂层、大于2mm以上颗粒含量30%~50%之间但胶结较好含卵砾地层、铁板砂、强度大于80MPa岩石层；不应长距离穿越以下地层：卵石层，破碎硬质岩石层、砾石层、大于2mm以上颗粒含量30%~50%Z间但胶结差含卵砾地层，若仅穿越两岸冇上述不应穿越地层时，可采取套管隔离、地质改良、开挖换填等措施处理后进行穿越。管道穿越控向点位置（见图7.0.2）应按下列公式计算：a2=RXsin0入(7.0.2・1)b2=RX(l-cosOa)(7.0.2-2)b)=hi-b2(7.0.2-3)ai=bi-=-tg0入(7.0.2-4)C|=RXsine出(7.0.2-5)\nd2=RX(l—cos。出)(7.0.2-6)di=h2-d2(7.0.2-7)c2=di4-tge(7.0.2-8)Li=L—aj—a2—C\—C2(7.0.2-9)式中：a2入土端曲线的水平长度（m）；R曲率半径（m）；0a——入土角（°）;b2——入土端曲线的高度（m）；h]——入土端地面与底部直线段的高度（m）；b]入土端直线段的高度（m）；ai——入土端直线段的水平长度（m）；ci出土端曲线的水平长度（m）；0出——出土角（°）;d2出土端曲线的高度（m）;h2——出土端地而与底部直线段的高度（m）；di出土端直线段的高度（m）；C2出土端直线段的长度（m）；L.——底部直线段的长度（m）；L——穿越长度（m）。\n图7.0.2穿越曲线示意图入土端直线段（AB）和出土端直线段（EF）的长度不应小于10mo当采取套管隔离不良地层时，套管长度不应大于入土端直线段（AB）或出土端直线段（EF）的长度，套管倾角应与入土角或出土角一致。入、出土点选择应综合考虑以下因素：1两岸应有足够布设钻机、泥浆池、材料堆放和管道组焊的场地。2入土点交通条件应满足钻机设备进场要求。3入、出土点宜避开电力线、钢桥、埋地管线等可能影响穿越控向精度的建（构）筑物。4入、出土点的选择述应结合穿越地层情况确定。5入、出土点距大堤坡脚距离应符合主管水利、堤防等部门的要求。当有套管或对穿处理，应采取特殊措施。7.0.3水平定向钻穿越入、出土角、穿越曲线应根据穿越长度、管道埋深、穿越管径、弹性敷设条件、地形条件确定。入土角宜为8。〜20。，出土角宜为4。〜12°,穿越管径较大吋出土角宜取低值，特殊条件下可进行出入土角调整。5.0.4水平定向钻穿越弹性敷设段曲率半径不宜小于1500D,且不应小于1200D,当穿越含冇多个曲线段时，应进行强度、稳定性、拖管和曲率半径计算。5.0.5穿越长度大于2000m时，宜采用导向孔对穿技术。2.0.6多管穿越应符合下列规定：1多根管道平行穿越时，其平面间距应满足木规范4.0.4条规定。2多根管道同孔穿越时，钻孔轨迹按主管道穿越曲线参数确定。同孔穿越应时避免管道在回拖过程屮相互缠绕、刮擦和挤压，对于长距离、大管径的定向钻穿越，不宜多根管道同孔穿越。\n8地层处理2.1一般规定5.1.1对于定向钻穿越不利地层如卵右层、砾右层、破碎岩右层等应采取开挖换填、套管隔离、地质改良等方法进行地层处理。5.1.2钢套管安装最人允许长度可参照下式计算：L<—!—(F0/1.3-Nf)(8.1.2-1)Nf=/r(D]—t)tR(&1.2-2)式中:F（）——夯管锤最大冲力伙/V）；D套管外径（加）；L——套管安装最大允许长度（m）；块——套管外壁与土的平均摩阻力（kN/n?）,应根据地质报告提供数据取值，如果地质报告未提供可靠数据，按表取值。如果在施工过程屮釆用了触变泥浆减阻技术或共他技术措施，则命应取0.7的折减系数。Nf—套管的迎而阻力（kN）；t——套管切削环厚度（m）；Di——套管切削环外径（m）;R——切削环端阻力，取地基土的极限承载力（kPa）。表8.1.1单位摩阻力标准值fk土层类别fk(kPa)流塑状态粘性土10〜15可塑、软塑状态粘性土10〜25硬槊状态粘性土25〜50砂性土12〜25砂砾石15〜20卵石18〜308.2地层处理5.2.1套管隔离地层处理宜采用夯管或顶管方法进行套管安装。钢套管壁厚宜按下式进行初选：t=52——（8.2.1）\n0龙DFy式中:t套管初选壁厚（mm）；Fo——夯管锤最人冲力（N）；0——钢管稳定系数，一般取0.36,当套管经过地层均匀时，可取0.45；Fy—钢材受压强度设计值（N/mn?）；屈服强度D——钢套管直径（mm）,内径。8.2.2钢套管除按8.2.1条壁厚计算后，应结合施工方法和设备对钢套管进行强度和稳定性验算，若不能满足强度和稳定性验算要求，应增加钢管壁厚或采取其他技术措施。钢套管切削环应加强。5.2.3钢套管内径宜大于最后一级扩孔直径300nmio8.2.4采用开挖方法处理不利地层时，开挖完成后宜换填或设置隔离套管。&2.5采用注浆加固处理不利地层时加固断面不宜小于6mX7m,轴向加固长度应伸入地质较好地层2m以上。8.2.6油气管道冋拖就位后，油气管道与套管端部的环形空间应釆用止水材料进行充填。\n9管道应力校核9.1管道冋拖工况5.1.1钢管在回拖过程屮承受的拉力为摩擦力、泥浆的粘滞力及有效重力在管道轴线方向上的代数和，拉应力为拉力与钢管横截面积的比值，按下式校核：f；＜0.9os(9.1.1)式中:ft——拉应力(MPa)；os钢管屈服强度(MPa)。5.1.2钢管承受的摩擦力按卜•式进行计算：F=uSOiiN(9.1.2-1)式屮：Hsoii——管道与孔壁Z间的摩擦系数，取0.3；N——管道承受的摩擦面反力(kN),对于直管段，按管子重力垂直于接触面的分力计取；对于弯曲管段，按下式计算：N=(Txh-WxcosOxY)/X(9丄2・2)h=Rx[l-cos(a/2)](9」.2-3)Y=l/8x(L)2-j2x[l-l/cosh(U/2)](9.1.2-4)U=L(j(9」.2-5)j=(ExI/T)1/2(9」.2-6)X=L/4-(j/2)xtanh(U/2)(9.1.2-7)式屮：T——弯曲管段两端承受拉力平均值(kN),即(T1+T2)/2；a—钢管与垂直面夹角(°)；0——钢管与水平面夹角(°);R——弯曲管段的曲率半径(m);W——管段有效重力(kN)；L弯曲段管长(m)。9.1.3泥浆粘滞力按下式计算：F=31DLUmud（9.1.3）\n式中：D——管道外径（m）；L——回拖管道长度（m）；M.nud——泥浆粘滞系数（kN/n?）,取0.175。9.1・4当管道在钻孔中的有效重力为大于2KN/m的上浮力时，应采取浮力控制措施，管道有效重力宜按浮力控制后的管段进行计算。9.1.5钢管的弯曲应力按下式校核：ft0.5木船1.0<3.0<0.25.0—&0>0.4竹木伐0.5<1.0<0.13.00.2-0.3油桶0.8<1.0<0.1>4.00.2—0.3舟桥1.0-2.0<4.0<0.45.0—&0>0.4\n架空钻场桁架—<4.0<1.05.0钻场平面与水面垂直距离>1.0近海平台—<3.0<2.05.0—&0>3.0索桥—<5.0—6.0—&0>3.0注:载重安全系数指钻场(漂浮钻场、架空钻场船平台等)额定载荷与设计钻探(钻探设备的自重、加载)荷载Z比。A.0.3水上钻探应釆取有效措施，配备交通船，保证作业安全。A.0.4利用船只作为水上钻探平台时，应具备足够的稳定性、承载能力，并用锚绳固定船位，钻机应女装在船的适宜部位；钻探船固定均采用抛锚泊位，为保证孔位准确，每条平台船上配备不少于5只铁锚，形为齿状，前面1只主锚，4只边侧锚，呈“八'，字型分布，边侧锚绳与主锚绳之夹角为50。〜55。，考虑到水流急、流向多变及涨落潮等因素，应备用1只锚，以便在某一-侧锚出现微走锚时或在可能造成钻探船漂移的最大流向方向上增补，提高钻探船在水域施工时的抗漂移的能力。一般钻探船固定及锚绳示意图见图A.O.k\n水流方向主锚//\\\锚绳/孔位平台钻探船侧備图A.0.1钻探平台锚泊不意图A.0.5水域钻探勘探点定位时应根据设计孔位坐标、锚绳长度、水深与预抛方向,先计算出锚位处标，由钻探船分别送出主前锚、左前和右前锚至预泄锚位，然后钻探平台顺水而下，并渐渐收紧锚绳，接近孔位后，再用交通船送出下游八字锚，由全站仪在孔口位监测到位，在校准的同时收紧锚绳，毎根锚绳上配钢绳调节器具，以便锚绳随水流变化时而得到及时调整。A.0.6孔口应设置保护套管，其直径宜比钻孔孔径大2〜3级，其长度宜进入稳眾土层3.0〜5.0m,或进入基岩内0.5〜1.5m,下入套管应在水流较平缓时进行,应采用保护绳或其他措施保持管位稳定和垂直；采用钻探船吋，孔口应安装用以保护套管并适应上下浮动的补偿导向管。A.0.7在小河流浅水地段，可用筑堰或筑岛等方法设置钻探场地，使水上钻探变为陆上钻探，钻探完毕后应恢复地貌。A.0.8钻船的吨位应根据水文、孔深、设备自重、工作负荷等情况确定；钢质钻探浮台适用于河床狭窄，水流湍急、交通不使的河流屮进行水上钻探，浮台由多组浮桶组成，浮桶应连接牢I占I,确保钻探安全。A.0.9应及时观测钻孔位置处水位的变化，并测算进尺和修正孔深。A.0.10在河谷狭窄、水流湍急、山洪水头高的河段，可架设索桥架空钻场。在两岸打桩埋锚，修筑锚绳台，安装绞车、底绳与吊绳，底绳与枕木用螺栓连接,组成整体钻场。\n附录B防护层性能指标A.0.1环氧玻璃钢防护层性能指标见表B.O.lo表B.0.1环氧玻璃钢防护层性能指标序号项目指标测试标准1施工温度°C0〜+702厚度（普通级）mmM0.83厚度（加强级）mm$1.24巴柯尔硬度N30GB/T3854-20055抗拉仲强度MPaP190GB/T1040.2-20066弯曲强度MPa$250ASTMD790-20037剪切强度（23°C,对PE层）MPa22.0SY/T0041-19978剪切强度（23°C,对PE层）MPa,500h紫外光老化22.0SY/T0041-19979剥离强度（23°C,对PE层）N/cm>50GB/T2792-199810砂箱测试（100次）通过CJ/T155-20011150kg耐划伤（划伤深度）um<500,无漏点SY/T4113-20071250kg耐划伤（划伤深度）um,500h紫外光老化<500,无漏点SY/T4113-200713抗弯曲（2.5°,23°C）无开裂GB/T23257-2009附录E14耐磨性能（1000g,1000转）磨耗W5%。ASTMD4060-200715体积电阻率Q.m210"GB/T1410-2006A.0.2环氧类涂料防护层性能指标见表B.0.2。表B.0.2环氧类涂料防护层性能指标序号试验项日质量指标试验方法11.5V,65°C,30d耐阴极剥离（mm）W15SY/T0315-2005附录C2抗1.5°弯曲（23°C±2°C）无裂纹SY/T0315-2005附录E3抗10J冲击（23°C±2°C）无漏点SY/T0315-2005附录F424h附着力（级）1〜2SY/T0315-2005附录G550kg耐划伤（划伤深度）（pm）<300,无漏点SY/T41136硬度（邵氏）P80GB/T24117电气强度（MV/m）P25GB/T1408」8体积电阻率（Qm）>1x1012GB/T1410\n附录C管道外防腐层电阻率测试（馈电测试）A.0.1测量方法按照图C.0.1所示进行接线。测量穿越段长为L的管道两端电位偏移（AV）,以及该段管道的漏泄屯流（△/）,计算防腐层的屯阻（Q）。图C.0.1防腐层电阻率测量示意图A.0.2测试工具采用数字万用表3块，铅酸电池12V1-2块，滑动变阻器1个，便携式硫酸铜参比电极2支，断流器（12son/3soff））一支，接地钢钎及开关、导线等辅助材料若T。C.0.3测试步骤对出土端&点进行充分极化，测量a点电位偏移(C.0.3-1)人匕一匕初対入十•端b点进行充分极化，测量1?点电位偏移(C.0.3-2)计算L段管道的平均电位偏移(C.0.3-3)分别测试a、b两点各自在通.断状态下的管道保护电流(C.0.4-4)a一a.on—a、off(C.045)计算电流泄漏量=Ma-Mh\n6求出L段管道防腐层电阻AVR=(C.0.4-7)7管道外防腐层电阻率ru=RtiDL(C.0.4-8)\n本规范用词说明1为便于在执行木规范条文吋区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”;2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：止面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”;3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词釆用“宜”；反面词釆用“不宜”;4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规泄”或“应按……执行”。\n引用标准名录《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423《输气管道工程设计规范》GB50251《输油管道工程设计规范》GB50253《油气输送管道工程测量规范》GB/T50539《油气［□及管道岩土工程勘察规范》GB50568《油气输送管道线路工程抗震技术规范》GB50470\n中华人民共和国石油天然气行业标准油气输送管道工程水平定向钻法穿越设计规范CodefordesigningofoilandgastransportationpipelineHDDengineeringSY/XXXX-20XX条文说明\n制定说明《油气输送管道工程水平定向钻法穿越设计规范》(SY/TXXXX-20XX),经国家能源局20XX年XXJ1XX日批准发布。本规范制定过程屮，编制组对我国油气输送管道水平定向钻法穿越工程设计现状和特点做了广泛调查研究，收集、听取了各方面的意见，总结了国内石油行业穿越工程的实践经验，同吋吸收、借鉴了其它相关行业的成熟经验和和关标准规定。为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定，《油气输送管道工程水平定向钻法穿越设计规范》编制组按章、节、条顺序编制了木标准的条文说明，对条文规定的冃的、依据以及执行中需注意的冇关爭项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。\n1.0.2本规范仅适用于陆上油气管道的水平定向钻穿越工程的勘察设计，近几年使用水平定向钻穿越海域的工程偶有进行，如中缅油气管道（缅甸段）在缅甸境内穿越儿条海沟，西气东输二线深港支T线工程，但由于海域特殊的环境条件，木规范某些条款不适用，如测量与勘察、管道壁厚计算、应力校核、场地布置等,但如岀入角等可参考本规范执行。\n3基木规定3.1一般规立3.1.3输油输气管道的设计寿命一般按30年考虑，如果业主冇特殊要求，则按业主要求执行，并在设计文件屮注明；超过设计寿命后定向钻穿越管段须进行安全性和剩余寿命评价方可继续使用。3.1.6本规定采用《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423'|«相关规定。3.1.7本条根据管径及穿越长度对其它障碍物的水平定向钻穿越的工程等级进行了规定。3.1.81程重要性等级主要考虑水平定向钻穿越工程的难易、工程规模大小以及输送介质污染情况进行划分，便于在设计中提高设计安全裕量。对于一类一般考虑增加壁厚和防腐层防护措施，二类一般考虑增加壁厚等安全措施。3.1.9穿越两端若地层土壤松软，成孔性不好，泥浆护壁措施不得当，很容易出现塌陷或冒浆现象，影响环境和安全。3.2基础资料3.2.1水平定向钻穿越工程往往是输送管道的关键工程，为确保满足输送油气量的要求，达到平稳安全营运的口的，就必须有准确的输送介质的物性资料与输送工艺参数，如设计的管径、压力、有无防腐等资料，为选用管材提供基础依据。322〜323本条是根据国家相关法规的规定，从工程安全介度岀发，提岀设计前应根据已作出的各项评估报告及有关法规，合理选定穿越工程位置。324为确保穿越工程设计的科学性，本条规定了应取得测量、地质基本资料，作为设计方案选用、工程布置及工程计算的基础。近几年发生过在施工前对穿越位置进行复测，穿越断面变化较大，施工及运行屮极易岀现风险，特制加本条规定。325河势分析是工程建设的需耍，河势分析能够提供拟建管道位置河势的摆动范围，以便能够将水平延向钻出入土角至于摆动范围之外。326管道如果要穿越断层，地震发生时，可能因为断层错动或地表开裂、地层滑动、基土液化、两端滑坡而破坏，因此要求取得这些方面的量化资料，核算管\n道的安全。3.3材料3.3.1钢管是油气输送的载体，也是管道工程中采用的最大宗材料，选用就必须满足最基本的标准要求（GB9711.1或GB9711.2）。但是油与气是两种不同物性的介质，且管道沿线自然环境条件不同，因此木条还提出了补充技术条件要求，以确保穿越管段的安全。在我国20世纪90年代后期以来，我国新建的涩宁兰、忠武线、陕京二线、四气东输、西气东输二线等输气管道及兰成渝、阿独线等输油管道，均对钢管提岀补充技术要求，满足了安全使用的需要。同时为便于油田集输管道穿越工程的钢管采购，结合现行国家标准《输气管道工程设计规范》GB5025K《输油管道工程设计规范》GB50253的相关规定，在适合木规范规定的条件下可以采用符合其它给定的标准的技术条件的钢管。本规定增加对通信硅管套管的要求，同时从易焊性的角度提出壁厚不宜小于5mmo3.3.2本条规定的钢管许用拉应力是依据现行国家标准《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423,并参照美国的《姪类和其它液体输送管线系统》ASMEB31.4和《输气和配气管线系统》ASMEB31.8的有关规定制定的。3.3.4〜3.3.6本条规定了穿越工程所用的建筑材料应符合国家现行的标准，确保工程的安全性。\n4穿越位置4.0.2本条规定了穿越位置选择宜避开的地段。必须避开一、二级水源保护地的核心区。4.0.3在穿越位置选择过程中，必须考虑地质条件、施工条件、技术可行性以及构建筑物的影响，本条规定了影响穿越位置选择的主要因素，对于有特殊要求的河段在选择穿越位置时要与相关部门结合。4.0.3为保证穿越管道和邻近设施安全，木条规定了穿越轴线距离居民区、桥梁、码头等实施的距离要求，并规定并行穿越距离要求。\n5工程勘察4.1一般规定4.1.1本条规定了选址勘察（可行性研究勘察）、初步勘察、详细勘察和施工勘察等阶段深度要求，除满足相关规范要求外，还应满足针对工程的勘察技术要求。5.1.2木条规定钻探工作的一般要求。水平定向钻穿越勘察钻探岩芯采率是勘察质量的关键因素之一，由于行业差异和工程特点不同，对岩芯采取率要求差异较人。水平定向钻穿越对地层组构耍求较高，因此必须有较高的岩芯采取率才能确保地层描述的准确性和完整性，所以本标准对岩芯采取率提出了一个基本耍求，实际工作中不应低于此标准。保存岩芯和对每箱分别拍照是为施工验证提供直观资料，一般施工单位在开工前要查验岩芯，以使了解地层情况，制定施工方案。,根据工程建设实际，有时勘察和施工的时间间隔过长，现场保存岩芯困难很大，因此本条规定仅对工程地质条件复朵或重要工程宜将岩芯妥善保存至施工结束。4.1.5钻探外业结束后必须对钻孔进行封孔，根据水平定向钻法穿越施工经验，曾经出现过由于钻孔未进行封孔，水平定向钻施工吋高压泥浆从钻孔冒出，导致穿越失败的事故，也发牛了环保事故；堤防附近钻孔容易造成管涌等灾害，必须严格按照当地堤防部门要求封孔。5.2工程测量5.2.1〜5.2.5规定了定向钻穿越的测量范围、测量比例、控制测量方法、地形测量以及纵断面测量，对于冇特殊测量要求的工程，应根据设计方提交的测量技术要求执行。5.3岩土工程勘察5.3.1工程地质条件是定向钻穿越设计的最主耍条件，各阶段的岩土工程勘察成果要能够满足定向钻穿越相应设计阶段的要求。5.3.2〜5.3.3规定了在可行性研究阶段勘察的深度要求，在此阶段勘察的主要任务是选址勘察，主要通过调查工作，分析穿越场区的稳定性，查明影响定向钻穿越可行性的工程地质及水文情况，并对下一步勘察工作提岀建议。\n5.3.4随着管道建设的发展，在可研阶段仅通过调查已不能满足可研报告的编制要求，因此本条规沱了对有特姝要求的人型穿越工程可采用物探与少量钻探相结合的方式初步查明穿越场区的地层分布情况。5.3.7〜5.3.18规泄了在初步设计阶段勘察的深度要求，在此阶段勘察要满足穿越方案确定和定向钻穿越方案设计耍求，并对下一步勘察工作提出建议。为了满足穿越方案的确定，勘察过程中勘探点深度可根据地质条件适当调整。5.3.18〜5.3.20规泄了在施工图设计阶段勘察的深度要求，在此阶段勘察要满足定向钻穿越施工图设计要求。\n6场地如置4.0.1穿越场地施工便道要能够满足钻机进场要求，根据目前常采用的钻机型号的相关技术参数制定本条。4.0.2定向钻施工要保证具有连续性，因此钻布置耍考虑洪水的影响。4.0.3在沱向钻施工过程中，地基承载能力要满足施工要求，必要时要进行地基加固。6.0.4定向钻穿越一般在出土端进行冋拖管道的组装焊接，因此要求出土端要具有足够的场地满足定向钻凹拖要求。6.0.5为降低定向钻塌孔的风险，建议不耍将泥浆池设置在穿越轴线上。6.0.6在定向钻穿越两侧一般与线路段衔接，为减小用地范围尽量利用两侧线路段的作业场地。6.0.7当场地受到限制，不能满足一次性回拖时，可考虑采用分段回拖的方式进行。6.0.9在进行多接一施工时，回拖管道在钻孔内停留时间太长增加再次启动的回拖力，因此要减少工序衔接时间。\n7穿越曲线设计4.0.2定向钻穿越的风险与穿越地层的地质条件密切相关，因此木条将穿越地层划分为适宜穿越、不宜长距离穿越和不应穿越三大类。在1995年版的PRCT沱向钻穿越设计指导手册的表2-2屮对穿越地层和定向钻可行性进行了规定，见下表。定向钻可行性评估表序号穿越地层描述卵、砾含量（%,重量）定向钻穿越可行性备注1软岩、粘土无非常适合2砂土0〜30非常适合3砾砂30〜50基本适合砂土中含砾粒4砂砾50~85冇问题砂土与砾石的混合物5卵、砾石85〜100不可接受6ULj-7-*无适合或不可接受7.0.8钻杆的钻进长度是冇一建极限的。根据理论计算结果和现场实践经验，在钻导向孔时，在没有特殊措施（如：钻杆外套钻一定长度的套管）的情况下，摩擦系数0.2,65/8”钻杆钻进距离超过2300m时，钻杆阻力增加很快，继续钻进非常困难。虽然可以釆用增人壁厚的方法提高钻杆的抗弯刚度，但钻杆的重量也随Z增加，穿越长度增加的效杲有限，故穿越距离大于2300m时，宜采用导向孔对接穿越技术，考虑一圮的安全雨量，建议穿越距离大于2000m时采用导向孔对穿。另外两端设套管时，控向很难保证穿越精度，故也建议采用对穿。\n8地层处理8.1.1本公式由《给水排水工程顶管技术规程》CECS246公式推导而來。对多个已完夯套管工程进行统计，夯套管长度最长为140m,套管管径1219mm,最短为38m,套管管径2064mm。考虑到施工屮套管安装长度与土层情况、施工技术水平有关，即使是同样的土层，不同的施工方法，达到的最大的安装氏度也不尽相同，因此建议在采用本公式计算最大套管安装长度时，宜保留一定裕量。4.2.1本公式参照《给水排水工程顶管技术规程》CECS2468.1.3并参照钢套管的实际受力情况进行推算而来。8.2.3木条主要根据扩孔偏丼对套管直径进行了规定。8.2.4设置套管的目的是为了便于泥浆的冋收，同时保护环境。\n9管道应力分析4.1.2钢管在淤泥中的摩擦系数可能为0.1,在干硬土中的摩擦系数可能为0.8,这里给出的0.3仅为钢管在充满泥浆的钻孔中的摩擦系数的建议值，其取值也可根据具体的土层情况进行调整,见E.E.Maidla,“BorehonleFrictionAssessmentandApplicationtoOilfieldCasingDesigninDirectionalWells“计算T时，需先假定一个T,然后根据T与Tl、T2的关系，循环逼近，直到得到正确值。如果弯曲位于水平平面内，由于重力对管道产生的弯曲不起作用，W取值为0。弯曲宜在竖直平面或在水平平面内，不宜叠加。9.1.3根据JeffreyS.Puckett在”AnalysisofTheoreticalVersusActualHDDPullingLoads"中的分析,泥浆的粘滞系数取0.025ppi较为合适,将其单位转换为公制为0.0175N/m2o9.1.6泥浆压力主要冇以下四个方面：1）管道周围泥浆重力产生的静压；2）泥浆从扩孔器返至地面产生的流动压力；3）管道入洞后对钻孔内泥浆产生的流动压力；4）管道与孔壁之间的支撑压力。其中2的流休压力计算可使用环流压力损失公式，与泥浆性质、流量、钻孔构造等参数有关，不确定因素较多，一般情况下冋拖阶段的环流流速低，压力小。3、4中的环向压力只能估算。本规范中建议按照静压计算的1.5倍选取。9.1.7b）校核准则取自ANSI/APIRP2A-WSD-93中海洋平台设计推荐做法。需指岀，即使不满足上面两个校核条件，试验钢管不一圧全部失效，而是有发生失效的试验钢管。9.3.6定向钻穿越管道径向屈曲计算公式比较详见《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50425-2007条文说明5.2.5条。\n10钻机及钻具选型10.1.1目前，钻机拖拉力彳占算方法有：基于净浮力和粘滞力算法、基于卸荷拱的回拖力算法、基于绞盘理论计算方法、PRCI计算方法。几种计算方法均为估算方法，都是考虑某种理想状态下的回拖力，与实际情况都冇一沱的偏差，特别是PRCI计算方法更加理论化，但过多系数的引入也影响计算结果的客观性，也不能增加其准确性，均不能很好的反应实际的回拖力情况。综合儿种方法对比分析，推荐采用国标GB50423采用的皐于净浮力和粘滞力的算法。公式小考虑了定向钻冋拖时配重的影响，但是实践证明，对于孔洞稳定性较差的地层，由于卸荷拱的坍塌，造成回拖力增人较严重，故计算过程中不宜考虑配重的影响。10.1.2对于易塌孔地层系数取大值，钻孔稳定地层系数取小值。4.2.1目前PDC钻头大量发明和技术突破使得其应用范围已经扩大到硕地层和研濟性地层，但目前定向钻人部分釆用牙轮钻头。10.2.2d）钻杆所受扭矩理论上主要由四部分产生：（1）切削地层反力产生的扭矩；（2）克服泥浆对钻杆的粘滞力产生的扭矩；（3）克服钻杆自重产生的扭矩;（4）克服扩孔器及其他钻具自重产生的扭矩。其屮切削地层反力产生的扭矩不易确肚，与钻进速度、岩止致密度及钻压成止比，单位土体地层切削阻力值是根据多条河流进行对比分析总结的经验系数。考虑到扩孔器前后易出现应力集屮，应设置2~3根加厚钻杆进行钻杆与钻挺的过渡。\n11抗震设计本章规定主要参照《油气输送管道线路工程抗震技术规范》GB50470制定。\n12防腐与防护12.1.1本条耍求水平定向钻在施工中的相关环节耍考虑采取措施避免防腐层免遭损坏的可能，如提高成孔质量、有效清孔、调节泥浆与充水的降浮措施、采取注水发送沟、滚动发送吋注意发送角、以及滚动装置采用橡胶材料、试冋拖、试冋拖后的修孔等措施，来保护穿越施工中的防腐层12.2.1定向钻穿越所选取的防腐层应耐磨损、耐划伤、抗剪切。北美常采用环氧类涂料，欧洲及我国常采用3PE结构防腐层。无论何种防腐层，防腐等级都要提高一级。12.2.2-12.2.3无论是北美或是欧洲，定向钻穿越采用防护层已是成熟做法。对选择防腐层而言，北美采用普通的环氧粉末，欧洲采用3PE,岩石地区穿越也是如此，对通常采用的防腐层本身没有过多特殊要求，只是在岩石地质条件下再在防腐层外安装防护层，管道防腐质量不会完全依赖防腐层。12.2.5沱向钻穿越段管道，如果是3PE防腐层，补口材料可采用专用热收缩带,如果是环氧类防腐层，可采用相兼容的环氧类补口材料。聚氨酯防腐层口前在长输管道上应用不多，询无定向钻穿越的工程案例。12.3.3对3PE防腐层采用改性环氧玻璃钢或类似结构的材料进行防护是欧洲做法。也有采用PP材料的案例，要求PP层非常厚，应用案例不多。12.3.4这时北美针对他们普遍应用的环氧粉末防腐层这个特点所常采用的防护层材料；12.3.5无论是北美还是我国，都有这种做法，北美广泛采用改性液态环氧类涂料如帕罗特、或改性聚氨酯涂料等，即做防腐层，又做防护层；我国北京穿六环燃气管道采用3PE作干线防腐层，但对穿越段采用现场裸金属管喷涂帕罗特涂层即作防腐层乂作防护层。12.4.1-12.4.2穿越段的管道应实施阴极保护是基木要求，穿越两端应设置电流测试桩以便以后方便检测、管理。12.5.1定向钻穿越段管道补口抽查密度应加强，每50道口抽查一个，而且不少于3道。12.5.2防护层厚度为防护层施工前、后的厚度之差。\n12.5.3防腐层完整性评价必须在与主管线连接前进行；为保证测试结果更加贴近工程实际，一般耍求在施工完成15天后进行完整性评价。12.5.4如果现场冇试回拖管道，可利用试回拖管道进行防腐层完整性预评价，试冋拖管道的防腐层质量最具有代表性。中俄管道黑龙江穿越俄方就要求止式冋拖前必须试回拖。12.5.5穿越段管道防腐层面电阻以10000Q.m2为判断指标，这是GB/T21447、NACETM0102、PRCI《定向钻穿越防腐层质量现场评估方法》共同推荐的；对于防腐层面电阻小于10000Q.m2时，以馈电测试中的另一端被阴极保护良好极化为合格，这是对防腐层整体质量的最低要求；12.5.6防腐层质量无法达到要求是指不但防腐层面电阻不合格，而且馈电端的另一端无法进行有效极化。这种情况下，利用干线阴极保护系统已无法实施有效的腐蚀控制。12.6.1本测量方法的接线方式来源于俄罗斯规范rocT51164-98钢制干线管道防腐保护的总要求。如果采用两端的电流测试桩进行评价，但考虑到定向钻穿越段管施工完成后的连头的时间不确定，可能会间隔很长时间，而造成对此的评价不及时。三个电流密度的选择是按照W.V.贝克曼（徳国）《阴极保护手册》中理想状态下防腐层保护所需电流大小而来。其中电流密度1.75uA/m2对应3LPE（或2LPE）防腐层；电流密度5.25uA/m2对•应FBE（或环氧）防腐层；电流密度10.5uA/m2对应石油沥青防腐层。0.7V的电位极化偏移按照理想保护状态下的阴极保护准则（-1.25V）；0.4V的电位偏移按照最恶劣环境卜•的阴极保护要求（-0.95V）。\n13焊接与试压13.1.1穿越工程是管道工程的一部分，因此木条规定应按现行国家标准（《输气管道工程设计规范》GB5025K《输油管道工程设计规范》GB50253与《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369的规定进行焊接。13.1.2考虑到穿越工程的重要性，规定对接接头焊缝除进100%射线探伤外，述要进行100%的超声波检验。13.1.4行业标准《石油天然气钢质管道无损检测》SY/T4109,依据美国API推荐的《管道与相关设施的焊接》RP1104编制的，适用于长距离管道现场野外对接接头焊缝的射线和超声波检验，我国近期施工的管道多以此为经验标准。13.2.1管道试压前后进行清管主要是为了保证管段不被腐蚀及输送介质的质J=L卑。穿越管段第一次测径、试压是为了确保穿越管段回拖时质量的可靠性；回拖后测径、试压是为了检验回拖过程中造成的管道的破坏，确保回拖后管道的安全可靠。13.2.3为防止水对管道的腐蚀，避免试压吋冻胀破坏钢管，制定木条水质要求与试压时的环境温度要求。13.2.7由于穿越管段是单独试压，它与埋地管段存在碰口连接的问题。如果埋地段与穿越段都敷设就位，可能出现强制碰口，使管段出现强制变形的残余应力,不利安全。本条作此规定是避免发生上述情况，最好将两端埋地管段在自由状态下与穿越管段碰口，然后再冋填埋地管道。