供水管道水平定向钻穿越航道关键技术研究——以闽江水平定向钻穿越工程为例

焦广宇，陈 杨，曹 良，闫雪峰*，马保松

(1.中国地质大学(武汉) 工程学院，湖北 武汉 430074；
2.苏州科艺油气工程设备服务公司，江苏 苏州 215000；
3.中山大学土木工程学院，广东 珠海 510275)

水平定向钻技术最早出现在20世纪70年代，是传统公路顶管穿越方法和油田定向钻井技术的结合，其原理是采用锚固于地表的钻孔设备，以相对于地面较小的入射角钻入地层形成先导孔，然后将先导孔扩径至所需大小，并通过钻机回拖牵引将管道(线)装入钻孔的一项非开挖管线敷设技术[1-2]。自1970年在美国加州率先使用水平定向钻穿过河流铺设管道后,水平定向钻技术得到了较快的发展，其以效率高、环境友好、不影响交通、社会效益和经济效益显著等一系列优势，在水利、电力、油气等管网建设中得到了广泛的应用[3-4]。

截至2018年，我国已建成长输油气管道12万km，其中利用水平定向钻技术铺设管道300 km。在西气东输国家工程中，西气东输一线所穿越的河流中，有36条采用水平定向钻工法穿越，西气东输二线几乎所有河流穿越都采用了水平定向钻技术，共计穿越大小河流上百条。据统计，仅中国石油天然气管道局每年采用水平定向钻技术铺设的油气管道便达100 km[5-7]。

随着近年来我国管道建设的需要和水平定向钻技术的不断提高，南水北调、西气东输、中俄干线等水利、油气管道以及城镇地下管网建设工程中，采用水平定向钻技术铺设的管道直径、穿越距离不断被突破，水平定向钻进逐渐向大直径(最大管道直径1 800 mm)、长距离(最长穿越距离5 205 m)以及复杂地质条件的方向发展[8]。根据“十三五”规划，2016—2020年我国共计新建天然气管道3.4万km，大直径、长距离、复杂地层的水平定向钻成为技术发展的新方向，相关工程案例越来越多，拥有良好的发展前景和经济效益。与此同时，穿越难度的逐渐增大，对施工机械设备、工艺技术等也提出了更高的要求[9-10]。

闽江水平定向钻穿越工程穿越距离较长，管道直径较大，穿越工程等级属大型，且穿越地层为岩石与淤泥质黏土软硬交替复杂地层，同时面临航道河面难以铺设定磁场、扭矩与回拖力过大以及入出土点易冒浆等一系列工程技术难题，工程建设适宜性差，具有较高的施工难度。通过对闽江典型的长距离、复杂地层水平定向钻穿越工程所遇难题与孔内事故进行分析，结合现场施工实际情况，提出了相应的施工关键技术，并验证其可行性；
同时，本工程为国内外首台电驱动大吨位钻机与国产新型磁靶导向定位系统的首次应用，相关工程创新技术可有效减少定向钻施工对环境安全的影响，该一系列工程安全事故的应急处理技术措施以及新型设备系统的应用，可为类似水平定向钻穿越工程安全施工提供借鉴与参考。

1. 1 工程背景

随着福建省琅岐岛开发建设的不断深入，供水矛盾日益显现，塘坂引水工程琅岐支线(马尾段)的建设将可进一步满足岛内用水需求。该输水线路总长度为6.927 km，日供水量最高可达10万t。其中，连江县远洋渔业公司至滨江西路段输水管道因横跨闽江主航道，采用水平定向钻施工法。

闽江水平定向钻穿越工程起点位于连江县琯头镇阳岐村连江县远洋渔业公司基地附近，输水线路往东南方向穿越闽江长门水道，到达琅岐岛规划滨江西路。铺设的管道属市政引水工程供水管道，设计穿越总长度为1 934 m，设计曲率半径为1 830 m，设计轨迹水平段埋深为25 m，设计管径为1 220 mm(壁厚20 mm)，管材采用Q345B钢管，穿越工程等级为大型，主要穿越地层为岩石与淤泥质黏土软硬交替复杂地层。闽江水平定向钻穿越工程平面示意图,如图1所示。

图1 闽江水平定向钻穿越工程平面示意图

1. 2 地质条件

经钻探揭露，拟建工程场地在揭露深度内，其岩土层从上往下可分为4层，分别为淤泥质黏土、黏土、(含泥)粉砂、微风化花岗岩。依据相关设计，确定入、出土角为8°，水平段总长为1 000 m，主要穿越淤泥质黏土，同时伴随穿越部分花岗岩质地层。闽江水平定向钻穿越工程轨迹与地质剖面图，见图2。

图2 闽江水平定向钻穿越工程轨迹与地质剖面图

1. 3 导向孔施工与扩孔、回拖

水平定向对接穿越技术由国外最早开发，于2001年首次应用到穿越工程[8,11]。常规导向孔施工工艺为：钻头在钻压和扭矩作用下不断切削岩土体，同时导向定位系统对钻孔轨迹进行实时测量，直至钻头从出土端出土[12]。闽江水平定向钻穿越距离近2 000 m，属大型长距离穿越工程，为了防止钻机扭矩、推力过大，避免钻杆由于长度和自身重力的原因失稳而导致难以精确控向所带来的施工风险，该工程采用国内外先进的双钻机对接穿越工艺，由两台水平定向钻机协同作业完成穿越施工，其中主钻机为我国自主研发的新型2 000 t级电驱动水平定向钻机，辅钻机为美国威猛D300×500钻机，且主钻机与辅钻机钻具组合均为三牙轮钻头+螺杆马达+无磁钻铤+钻杆，并通过新型的KY-100水平定向钻磁靶导向定位系统实施双钻机对接穿越施工工艺，其原理示意图如图3所示。

图3 双钻机对接穿越施工工艺原理示意图

水平定向钻双钻机对接穿越施工工艺具有以下优势:

(1) 有效缩短单向导向孔的钻进长度，提高控向能力与精度，保证穿越过程中的定向控制和钻孔曲线的平滑。

(2) 有效避免单向钻进导致的出土点位置产生误差的问题。本穿越工程在入出土点均采用了套管隔离工艺，对接技术的优势尤为明显。

(3) 有效避免单向钻进穿越过程中，因钻杆长距离受力发生弯曲变形从而易断裂现象，提高了施工安全系数。

导向孔施工完成后，进行扩孔与管道回拖作业。

闽江水平定向钻穿越工程采用4级扩孔+2级洗孔工艺，选用XT69型加重钻杆(168 mm)，为了确保管道回拖作业安全，将钻孔孔径扩至1 800 mm，大于相关规范对孔径的安全要求。闽江水平定向钻穿越工程扩孔施工级数与钻具组合见表1，φ900桶式扩孔器示意图如图4所示。

在扩孔过程中，按照设计要求适当调整加大泥浆排量，保证泥浆流速达到携带碎屑的能力，因此配备2台大功率泥浆泵,单泵排量在2.5 m3/min以上，同时控制管道回拖速度，严防憋泵、憋钻及强行回扩。洗孔次数根据具体成孔情况与孔内清洁度及时调整。

表1 闽江水平定向钻穿越工程扩孔施工级数与钻具组合

图4 φ900桶式扩孔器示意图

回拖钻具组合为：φ168 mm钻杆+φ1 800 mm桶式扩孔器+1 500 t分动器+“U”型环+DN1 200管道。其中，“U”型环用于避免具有较大刚性的管道在回拖时与钻具硬连接。

在大管径穿越的回拖过程中，巨大的浮力往往对穿越回拖产生非常不利的影响[13]。为了消除其影响，减少管道和扩孔器与孔壁的接触和摩擦，管道回拖过程中将水作为平衡介质注入管道内，进行浮力控制，同时为了使水均匀分布在管道内，需在管道内部置入若干根PE管，保证回拖时保持其内部充满水。本工程的穿越主管道为DN1200，选用的PE管为φ610 mm×12.5 mm。

1. 4 施工钻机

闽江水平定向钻穿越工程采用双钻机对接穿越施工工艺，辅钻机为美国威猛D300×500钻机，主钻机为国内自主研发，最大回拖力为2 000 t，是目前国内外最大吨位回拖力的电驱动水平定向钻机。

闽江水平定向钻穿越工程穿越长度为1 934 m，属长距离穿越，根据 《油气输送管道穿越工程施工规范》(GB 50424—2007)中水平定向钻管道穿越回拖力的计算公式[14]，对该穿越工程水平定向钻机的吨位进行核验，选取的计算公式为

(1)

式中：F拉为钻机的回拖力(kN)；
L为水平定向钻穿越工程穿越长度(m)；
f为摩擦系数，取0.1～0.3；
g为重力加速度(m/s2)，取9.81 m/s2；
D为管道外径(m)；
γ泥为泥浆密度(t/m3)；
δ为管道壁厚(m);k黏为黏滞系数，取0.01～0.03。

通过计算，同时为了最大程度保证工程施工安全，在考虑安全系数的基础上，得到本次穿越施工工程所需的理论最大回拖力为1 074 t。

针对由于穿越距离长所需的回拖力过大、施工功效低等问题，本工程有针对性地采用国内外首台、我国自主研发的新型2 000 t级电驱动水平定向钻机进行施工，见图5。

图5 我国自主研发的新型2 000 t级电驱动水平定向钻机

主钻机一改传统的水平定向钻机通过燃油提供动力的驱动方式，而是采用电力驱动，具有高创新、低噪音、低能耗以及环境友好等一系列优点。可以预见，电驱动、大吨位将会是未来非开挖水平定向钻机发展的一大新趋势。

2. 1 导向孔穿越软硬交替复杂地层

由于闽江河道航运繁忙且穿越轴线附近存在港口码头，为了避免过往船只抛锚对河床下敷管道造成破坏，相关部门对管道安全埋深作出规定，即须大于25 m。在此埋深下，闽江水平定向钻所穿越地层为岩石与淤泥质黏土软硬交替地层。其中，淤泥质黏土呈流塑状，具有高压缩性及低承载力的特性，施工过程中控向曲线较难控制且成孔较差；
所穿越硬岩为多处不连续的微风化花岗岩岩脉凸起，导致整体施工难度较大，主、辅钻机钻杆孔内对接困难，易造成钻杆弯曲、断裂等孔内事故。

2.1.1 孔内钻杆对接困难

在主、辅钻机钻杆孔内对接过程中，孔内信号探棒获得对信号源的感应后，主、辅钻机调整姿态角度继续钻进，将主钻机侧钻头导入至辅钻机侧钻头部位套筒，实现了两侧钻具的“握手”，完成对接工艺的初步成功。然而，由于穿越地层的不良特性，在辅钻机回抽钻杆、主钻机沿辅钻机钻进形成的导向孔同步钻进的过程中，辅钻机侧钻具在距离入土点1 350 m处位置发生了角度下沉，偏离设计轨迹曲线，最终导致已成功完成初步对接的两侧钻具再次脱离，未能将其从孔内顺利导出而实现导向孔的贯通。

2.1.2 钻杆弯曲变形

在主、辅钻机钻杆孔内对接过程中，主钻机钻进至距出土点1 180 m处位置，孔内钻杆扭矩异常增加至45 000 N·m，且随着钻杆回转，扭矩产生周期性波动，初步判断为孔内钻杆发生弯曲变形。通过回抽主钻机侧钻杆，证实钻杆在距离入土点200 m处发生了弯曲变形。

更换钻杆后，主钻机钻进至出土点1 150 m处位置时，孔内钻杆扭矩再次异常增加至47 000 N·m，进行第二次回抽，发现孔内钻杆在同样位置再次发生程度较大的弯曲变形，存在钻杆折断的风险，如图6所示。

图6 钻杆弯曲变形

2.1.3 钻杆断裂

导向孔初次对接过程中，主钻机回转钻杆发生卡钻，采取反复旋转、推拉钻杆和增大泥浆排量的方式解卡。在解卡过程中，钻杆发生断裂，钻杆以及无磁钻铤、螺杆马达、导向设备等钻具埋落在孔内，孔内钻杆长度总计为900 m。钻杆断裂位置断口，如图7所示。

图7 钻杆断裂位置断口

通过对断裂钻杆管体进行宏观分析，发现钻杆靠近断口部位发生明显的弯曲变形。经过前期多次钻进，钻孔直径已超过了孔内钻杆直径，此时孔内长钻杆相当于柔性杆，在承受解卡过程中的反复推拉荷载作用达到一定值时，钻杆发生弯曲失稳。当钻杆外表面疲劳损伤累积达到一定程度便会有疲劳裂纹萌生并不断扩展，使得裂纹截面部位的承载能力下降，进而引起钻杆在裂纹部位发生严重弯曲，最终导致钻杆发生断裂失效[15]。

2. 2 航道难以布置磁场线圈

在水平定向钻导向孔的施工过程中，为了保证钻进精度，通常需要沿设计轨迹在地面敷设磁场线圈，以实现对地下导向探棒的信号监测[16]。闽江水平定向钻穿越工程由于横跨长达近2 000 m的闽江主航道，航运繁忙，难以通过传统的搭建船台的方式在河面布置人工磁场线圈。

2. 3 扭矩与回拖力过大

闽江水平定向钻穿越工程的穿越长度为1 934 m，属长距离穿越。由于地层特性与钻杆自身柔性，钻杆回转与管道回拖均需要较大的扭矩与回拖力，且由于距离过长导致钻机动力装置经钻杆至钻头的动力传递损耗大，故易产生施工功效低等问题，且存在施工安全隐患。

2. 4 入出土点易冒浆

针对闽江水平定向钻穿越的淤泥质地层，由于入、出土点处浅表地层土体物理力学性质较差，难以通过自身结构强度来抵抗孔内泥浆压力，易发生冒浆。

针对上述闽江水平定向钻穿越工程中遇到的技术难题，结合现场施工实际情况，提出了相应的施工关键技术。

3. 1 穿越软硬交替复杂地层技术工艺

3.1.1 孔内钻杆对接困难处理

针对因软地层承载力弱导致的孔内两侧钻杆发生下沉、对接困难这一问题，现场提出采用壁钩打捞的方式完成孔内两侧钻杆的对接。其原理为：根据钻具尺寸，先将具有一定厚度的钢板切割为钩状，通过焊接方式固定在两端加工有螺纹的短节头上，将此短节头通过螺纹连接在辅钻机侧钻杆上(加装壁钩的短节头见图8)；
然后在孔内将加装壁钩的钻杆(见图9)严格控制导向精度，钻进至贴近主钻机侧钻具的位置进行回转，通过壁钩实现两侧钻具的“握手”衔接，进而将钻具全部导出。

图8 加装壁钩的短节头

图9 加装壁钩的钻杆

但在实际操作过程中存在以下问题：①辅钻机侧钻具全部退出后，加装壁钩后再次钻进时无法找到原钻孔轨迹；
②在地面严格控制钻进角度方位的前提下，钻具在孔内受钻孔周围经严重扰动的淤泥质黏土地层的影响，控向难度加大，前进姿态难以控制，无法精确钻进至计划位置，造成孔内钻杆对接失败。分析原因可归结为：穿越地层不稳定、承载力与成孔性差且钻具多次钻进与回抽对钻孔周围土体地层造成扰动，加剧了其不稳定性。此后规划新的穿越轨迹，再次运用对接工艺，顺利完成了导向孔施工。

3.1.2 钻杆弯曲变形处理

针对导向孔对接过程中孔内钻杆发生的弯曲变形，经分析，孔内两次钻杆弯曲均位于距离入土点200～250 m处位置，而此处恰为孔内套管端口位置。鉴于此，判断原因为由于穿越距离较长以及地层条件复杂，在前期施工过程中钻杆进行了多次钻进与回抽，对孔内套管端口产生了较为严重的磨损，同时淤泥质黏土属软弱土层，承载力差、稳定性低，当钻头受力时，钻杆便在磨损开裂的套管口处出现向下发生变形弯曲的趋势，通过钻具回转，进一步形成环形空洞，进而导致钻具头部受力时，后方尾部在环形空洞处发生弯曲变形。

针对这一问题，为了不影响现有套管和孔内钻杆，在现有的200 m套管内再次推进300 m长、外径略小(245 mm)的套管，将孔内原套管端口处的环形空洞通过新的套管隔离开，保证钻杆稳定通过此处位置。内套管推进完成后，通过试验钻进实现了钻杆以正常扭矩、推力顺利通过原弯曲位置，证实了对钻杆弯曲原因初步判断的正确性和处理方法的有效性。

3.1.3 钻杆断裂打捞处理

孔内钻杆断裂后，立即对其进行打捞处理，采用壁钩打捞以及套洗解卡工艺措施。

第一次打捞钻具组合为牙轮钻头+钻杆+壁钩+钻杆。此次打捞过程中，由于受淤泥质黏土地层的影响，打捞钻具钻进过程倾角、方位角等参数难以控制，轨迹精度无法满足精确靠近断裂钻杆的要求；
同时，由于壁钩环径远大于钻杆外径，因而壁钩在孔内前进便相当于初步扩孔，加大了扭矩与推力，尤其钻遇花岗岩凸起时，导致钻速缓慢，进尺更为困难，未实现预期的打捞效果。

为了提高打捞钻具造斜控向能力，改用造斜铲板代替牙轮钻头。第二次打捞钻具组合为造斜铲板+钻杆+壁钩+钻杆，如图10所示。造斜铲板与壁钩，见图11。在实际操作过程中，造斜铲板较好地改善了控向能力与钻进精度，但降低了钻头切削碎岩能力。当打捞钻具沿预定轨迹钻进时，造斜铲板钻遇微风化花岗岩，阻力极大，无法继续前进。

图10 第二次打捞钻具组合

图11 造斜铲板与壁钩

为了使打捞钻具顺利通过硬岩地层钻进至断裂钻杆处，提出使用套洗工艺对打捞钻具进行解卡[17]。第三次打捞钻具组合为造斜铲板+钻杆+壁钩+钻杆+套洗钻具，如图12所示。套洗钻具见图13，包括解卡器、牙轮钻头和钻杆。

图12 第三次打捞钻具

图13 套洗钻具

所谓套洗，是水平定向钻穿越过程中一种专门解决卡钻问题的技术措施，解卡器由套洗头与套洗筒组成。具体解卡工艺为：在被卡钻杆上安装解卡器，使解卡器的套洗筒套入被卡钻杆，套洗头连接钻机主轴与新的套洗钻具，钻机在泵送泥浆的前提下低速旋转沿被卡钻杆方向推进，使套洗钻具沿着被卡钻杆钻进至卡点，使卡点附近地层松动，并排出钻屑，完成解卡。套洗钻具解卡器套洗头与套洗筒，见图14。

图14 套洗钻具解卡器套洗头与套洗筒

在套洗钻具的解卡工作下，打捞钻具缓慢通过硬岩段，钻进至预定打捞位置，钻机低速旋转带动壁钩在孔内旋转、打捞。最终耗时约30 d，通过双钻机对接工艺与壁钩对接顺利完成了总长度2 000 m的导向孔施工，为后续进一步扩孔、回拖管道打下了基础，证实了相关设备系统、施工工艺对水平定向钻工法在长距离穿越此类地层中应用的有效性与可行性。

3.2 KY-100水平定向钻磁靶导向定位技术

闽江水平定向钻穿越工程所使用的新型KY-100水平定向钻磁靶导向定位系统(以下简称KY-100导向系统)，为我国自主创新研发应用于水平定向钻进的新型有线磁靶导向定位仪器， 是一套集施工曲线设计、磁场数据采集处理、钻头姿态实时显示、钻头位置计算、测量数据管理功能于一体的软件系统。闽江水平定向钻穿越工程首次采用该系统。

KY-100导向系统由地面和地下两部分组成。其中，该系统地下部分是安装在无磁钻铤内的导向工具组合，其主要由扶正器、导向探棒、泥浆分流器等组成，导向工具组合结构和导向探棒见图15和图16；
该系统地面部分包括地面导向控制箱、地面磁靶和电源箱等部件，如图17所示。

图15 导向工具组合结构

图16 导向探棒

图17 KY-100水平定向钻磁靶导向定位系统地面部分

KY-100导向系统通过地面磁靶系统定位克服了航道难以布置传统磁场线圈的问题：地面磁靶采用单靶形式而非国外常用的十字交叉水平靶，且具有方向性，可沿任意钻进轴向(即前后、左右、上下)布放，通过相应的软件设置均可进行定位。通过吊放工具(如铝梯)竖直布放，可省去水平调平和坐标轴对准环节，即可输出磁靶附近位置对应的地下导向探棒相对于地面磁靶的三维位置，实现孔内钻具的精准定位。施工现场竖直布放的磁靶，如图18所示。

图18 施工现场竖直布放的磁靶

KY-100导向系统不仅在功能和性能方面已达到国外同类产品水平，而且在磁靶定位和对穿上有独到的优势。导向探棒体积小(φ40 mm×670 mm)、重量轻(2.5 kg)、角度测量精度高(±0.1°)，通过导向线连接可与地面控制箱实现3 000 m有线传输。该系统实用性与可靠性在闽江水平定向钻长距离穿越过程中得到了有效验证，尤其对于山、江河流域等复杂地形的穿越具有极强的适用性。

3. 3 新型钻机与对接穿越施工技术工艺

鉴于闽江水平定向钻穿越工程所存在的大回拖力问题，采用国内外首台、我国自主研发的2 000 t级电驱动水平定向钻机，其最大回拖力为2 000 t，经核算，完全满足该工程需要。

同时，针对大扭矩可能导致的施工功效低且存在事故安全隐患等问题，本次闽江水平定向钻穿越工程采用国内外先进的双钻机对接穿越施工工艺，有效缩短了单向导向孔的钻进长度，提高了控向能力与精度，保证了穿越过程中的定向控制和钻孔曲线的平滑，同时防止了钻机扭矩、推力过大，极大地提高了施工功效。

3. 4 浅表层套管隔离技术工艺

针对该工程入、出土点附近浅表地层易发生冒浆，对该区段采用套管隔离手段，有效增大了返浆通道，促使返浆通畅，同时避免了钻屑在孔口淤积造成的孔口堵塞。

本次使用隔离套管总计为500 m，分别为200 m外径273 mm、壁厚6.9 mm和300 m外径245 mm、壁厚6.9 mm的无缝钢管，单根套管长度为12 m。外径273 mm套管就位后钻机沿钻杆推送套管，如图19所示。

图19 钻机沿钻杆推送套管

同时，套管隔离浅表层可使钻机的推力更容易向钻头传递，并减小钻进过程中钻具在地层内所受的阻力。

闽江水平定向钻穿越工程导向孔施工与扩孔、管道回拖技术流程和主要技术难题，见图20。

在本次闽江水平定向钻穿越工程中，主要施工技术流程、技术难题、原因、解决方法和技术指标的汇总，见表2。其中，对于钻杆断裂后的3次打捞方法，牙轮钻头+壁钩打捞，其优势在于碎岩性强、钻头进尺效率高，但钻具在淤泥层中的控向性较差；
造斜铲板+壁钩打捞，其优势在于钻具在孔内控向性较好、控向精度高，但遇到硬岩凸起时破碎性较差，易发生卡钻；
而造斜铲板+壁钩+套洗钻具的打捞方式，兼顾了对碎岩与控向的需求，对于软硬交替地层中的钻具打捞具有较好的适应性。

图20 闽江水平定向钻穿越工程导向孔施工与扩孔、 管道回拖技术流程和主要技术难题

表2 闽江水平定向钻穿越工程遇到的主要技术难题与解决方法汇总表

通过上述分析，本文针对本次闽江水平定向钻穿越工程所遇到的技术难题提出的解决方法，对于此后类似地层的穿越工程具有借鉴意义。为了避免发生钻杆弯曲与断裂、对接困难等问题，首先应选择合适的埋深，进而选择合适的穿越地层，尽可能避免软硬交替等难度较大、对安全施工存在风险的地层；
其次，在承载力较弱的类似淤泥质地层中穿越时，应选择合理的机具设备与钻具组合，并结合现场情况不断优化钻进方案与施工工艺参数，同时双钻机对接穿越施工工艺、大吨位钻机以及创新型导向控向设备的运用是安全施工的重要保障。

本文依托塘坂引水工程琅岐支线(马尾段)供水管道水平定向钻穿越工程，分析了水平定向钻穿越软硬交替地层时存在的对接施工工艺难度较大、穿越航道难以布置磁场线圈、长距离穿越管道回拖力与扭矩过大、入出土点易冒浆等问题的原因，并结合工程实际情况提出了相应的处理方法，得到的主要结论如下：

(1) 闽江水平定向钻穿越工程具有穿越距离长、穿越地层工程建设适宜性差等特点，对前期导向孔对接穿越施工造成了一定的困难。在淤泥质黏土地层进行水平定向钻施工时，不可忽视由于地层承载力低、成孔性差所带来的钻具控向造斜能力与角度精度不高的问题，需要规范施工操作与技术工艺，以避免由于多次钻进、回拔对原状地层的扰动而加剧其不稳定性。

(2) 对入、出土点浅表地层杂填土进行套管隔离，可以增大返浆通道，促使返浆通畅，能有效防止冒浆的发生。

(3) 新型的大吨位电驱动水平定向钻机具有低能耗、低噪音及环境友好等优势，具有较好的发展前景。国产新型KY-100水平定向钻磁靶导向定位系统具有精度高、质量轻、体积小等特点，同时无需布置正交线圈，磁靶探测使用方便，其可靠性与实用性在本次穿越工程中得到了验证。一系列的工程创新设备与技术的应用，极大地减少了水平定向钻施工过程中对环境的影响，可见环境安全背景下的工程技术、设备创新发展，也将是未来定向钻穿越工程发展的新趋势。

(4) 本工程通过采用包括双层套管、壁钩打捞孔内钻具以及套洗钻具解卡等技术手段在内的应急预案，有效地解决了施工过程中出现的孔内钻杆弯曲变形、钻杆断裂、卡钻等技术难题。面对突发的工程事故，可靠、有效的应急手段与技术措施可有效减小事故造成的损失，最大程度地降低安全事故的影响。本文相关工艺参数、技术方案可为类似水平定向钻穿越工程安全施工提供参考与借鉴。

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