[发明专利]油气管道对接式拖管施工工艺及系统

说明书

本发明提供了一种油气管道对接式拖管施工工艺及系统。所述工艺包括以下步骤：在第一地面位置倾斜设置套管；计算套管鞋处的孔道允许的最大下沉量S；根据S确定定位管的偏心距e；根据偏心距确定支撑件的长度，将定位管安装至套管内，并通过固定组件将其固定在套管口；将带有钻头的钻杆通入定位管，利用钻头钻进至第二地面位置，形成初始孔道；将钻头替换为扩孔器，沿回拖方向进行扩孔；用扩孔器或钻杆连接油气管道，沿回拖方向将油气管道回拖至套管鞋处，拆卸定位管，将油气管道经由套管从第一地面位置拖出。本发明通过计算出孔道的最大下沉量，并调整定位管的偏心距，以使在一定程度上抵消套管鞋处孔道的下沉，解决管道回拖易卡的问题。

技术领域

本发明涉及石油天然气管道安装技术领域，具体来讲，涉及一种油气管道对接式拖管施工工艺及系统。

背景技术

采用非开挖的方式进行管道铺设，受穿越公路、铁路等地面构筑物或隔离卵砾石层技术要求的限制。目前时常会面临将彼岸的预制管道，通过拖管的方式将其准确拉入己岸的套管内。若成孔时，孔道偏离预定轨迹，将会导致对接拖管失败，引发孔道及套管报废等质量事故及工期延误。其中，孔道偏离预定轨迹的常见原因为：从套管方向开始成孔时，钻具产生的自重压力及旋转切削、惯性转动作用将导致孔道中心线下沉。因此，在孔道偏离预定轨迹后，在套管鞋处孔道的沉降将导致管道回拖时容易卡住(以下简称为易卡)。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于解决现有技术中在套管鞋处管道回拖易卡的问题。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种油气管道对接式拖管施工工艺，所述工艺包括以下步骤：在第一地面位置沿倾斜向下的方向设置套管；计算从第二地面位置形成到所述套管的套管鞋处的孔道轴线在成孔过程中允许的最大下沉量S；根据所述最大下沉量确定定位管的偏心距e；根据偏心距确定与定位管配合的支撑件的长度，将固定安装有所述支撑件的定位管安装至所述套管内，以使定位管的第一端下入至所述套管的套管鞋位置，通过固定组件将定位管的第二端固定在套管的套管口；将带有钻头的钻杆从定位管的所述第二端伸入并从定位管的所述第一端伸出，利用所述钻头钻进至所述第二地面位置，形成初始孔道；将所述钻头替换为扩孔器，沿从所述第二地面位置至所述套管鞋的回拖方向对所述初始孔道进行扩孔；用扩孔器或钻杆连接待对接的油气管道，沿所述回拖方向将所述油气管道回拖至所述套管鞋处，然后，拆卸定位管，将所述油气管道经由套管从第一地面位置拖出；或者，先拆卸定位管，然后用扩孔器或钻杆连接待对接的油气管道，沿所述回拖方向将所述油气管道从第二地面位置回拖至第一地面位置。

在本发明的一个示例性实施例中，所述最大下沉量S可以满足S≤(D_p-D_r)/2+(D_r-D)，且D_p＞D_r≥D+α，其中，D_r为所述扩孔步骤最终成孔的孔径，D_p为所述套管的内径，D为油气管道的外径，α为常量。

在本发明的一个示例性实施例中，所述偏心距e可根据孔道轴线所处的地层确定为所述最大下沉量S的30～100％。

在本发明的一个示例性实施例中，所述对初始孔道进行扩孔的步骤可包括一次或两次以上扩孔过程。

在本发明的一个示例性实施例中，所述α可以为300mm，所述套管鞋朝向孔道轴线20m范围内的地层的承载力不低于第一地面位置下方地层的承载力的三分之一，且第二地面位置至套管鞋处的孔道的长度不超过600m。

在本发明的一个示例性实施例中，所述工艺可使用位置校正装置，所述装置包括防脱结构和能够置于套管内的偏心结构，其中，偏心结构包括所述定位管和所述支撑件，所述支撑件具有可预设或可调节的长度，且与定位管连接以调节定位管的第一端与套管的偏心距；防脱机构将定位管的第二端与所述套管的套管口连接且能够限制定位管与套管的相对运动，所述定位管的内径大于钻头外径80～100mm。