第九章鉆孔彎曲與測(cè)量

第九章鉆孔彎曲與測(cè)量第1頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

第一節(jié)概述

鉆進(jìn)(井)工程施工中由于自然和技術(shù)因素的影響，實(shí)際鉆孔軌跡往往偏離設(shè)計(jì)軌跡——稱為鉆孔彎曲或鉆孔偏斜。地質(zhì)成果危害歪曲礦體產(chǎn)狀、打丟礦體、遺漏斷層或改變勘探網(wǎng)度，影響對(duì)礦體的評(píng)價(jià)、構(gòu)造的判斷和儲(chǔ)量計(jì)算的精確程度。鉆探施工危害鉆具在孔內(nèi)彎曲變形嚴(yán)重，摩擦阻力增加，磨損加劇，鉆桿折斷事故增多，升降鉆具困難，功耗增加和鉆進(jìn)速度下降。其他方面的危害水井鉆探中深井泵無(wú)法下入或過(guò)早損壞。鉆孔樁施工中，會(huì)引起樁基傾斜，影響樁基承載力。第2頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

一、鉆孔軌跡的基本要素頂角（θ）鉆孔軌跡某點(diǎn)切線與鉛垂線之間的夾角。石油稱為井斜角。方位角（α）鉆孔軌跡某點(diǎn)切線在水平面上的投影與真北方向夾角，按順時(shí)針?lè)较蛴?jì)。孔深，孔口到鉆孔軌跡上某點(diǎn)的鉆孔軸線長(zhǎng)度。垂深，孔口到鉆孔軌跡上某點(diǎn)的Z坐標(biāo)長(zhǎng)度。

第一節(jié)概述第3頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三利用鉆孔軌跡基本要素，可算出軌跡上每點(diǎn)的空間坐標(biāo)。設(shè)鉆孔軌跡為一斜直線，坐標(biāo)原點(diǎn)為孔口，X軸取正北，Y軸取正東，Z軸鉛垂向下。軌跡上的空間坐標(biāo)計(jì)算如下：式中：x0,y0,z0

——孔口坐標(biāo)；

xA,yA,zA——鉆孔軸線上點(diǎn)A的坐標(biāo)；

θ——開(kāi)孔頂角；

α——開(kāi)孔方位角；

LA——孔口至測(cè)點(diǎn)鉆孔軸線的長(zhǎng)度。

第一節(jié)概述第4頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、彎曲強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱彎強(qiáng)）的概念為說(shuō)明鉆孔軌跡的彎曲程度，取單位孔身長(zhǎng)度的頂角變化，稱頂角彎強(qiáng)。單位孔身長(zhǎng)度的方位角變化，稱為方位角彎強(qiáng)。彎強(qiáng)與數(shù)學(xué)上曲率概念等同。前者單位是（°）/m；后者是rad/m。如果把既有頂角變化，又有方位角變化的鉆孔軌跡看成是鉆進(jìn)速度向量變化的軌跡，則在某一孔段這種向量方向的變化，可用鉆孔全彎曲角表示。單位孔身長(zhǎng)度的全彎曲角稱全彎強(qiáng)。全彎強(qiáng)越大，表明鉆孔彎曲程度愈強(qiáng)烈。

第一節(jié)概述第5頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三四、處理鉆孔彎曲問(wèn)題時(shí)注意事項(xiàng)及時(shí)測(cè)量鉆孔彎曲，準(zhǔn)確測(cè)知鉆孔的空間位置，在處理地質(zhì)資料時(shí)加以校正；研究鉆孔彎曲規(guī)律和原因，采取措施進(jìn)行鉆孔彎曲的防治（防斜和治斜）；結(jié)合施工條件采用定向鉆進(jìn)技術(shù)。在進(jìn)行防斜、治斜和定向鉆進(jìn)時(shí)，都必須定期測(cè)斜。

第一節(jié)概述

第6頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

第二節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律

一、鉆孔彎曲的條件存在孔壁間隙，為粗徑鉆具提供偏倒(或彎曲)空間；具備傾倒或彎曲力，為粗徑鉆具偏離鉆孔軸線提供動(dòng)力；

粗徑鉆具傾斜面方向穩(wěn)定。孔壁間隙和傾倒(或彎曲)力是鉆孔彎曲的必要條件；而粗徑鉆具傾斜面方向穩(wěn)定是產(chǎn)生鉆孔彎曲的充分條件。鉆具傾斜面穩(wěn)定在某一方向時(shí)，鉆柱只自轉(zhuǎn)不公轉(zhuǎn)。如果鉆柱公轉(zhuǎn)，鉆頭在不同時(shí)刻朝著不同方向鉆進(jìn)，只產(chǎn)生擴(kuò)壁作用，而不導(dǎo)致鉆孔彎曲。因此，鉆孔彎曲是在鉆柱自轉(zhuǎn)的情況下發(fā)生的。第7頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、鉆孔彎曲的原因1、地質(zhì)因素：1.1巖石的各向異性垂直于巖層方向碎巖效率高，平行于層理方向效率低，因此，在傾斜巖層中鉆進(jìn)極易產(chǎn)生垂直于層面的方向彎曲（俗稱頂層進(jìn)）。鉆孔彎強(qiáng)與巖石各向異性強(qiáng)弱和鉆孔遇層角的大小有關(guān)。遇層角約為45o時(shí)，鉆孔彎強(qiáng)最大。

第二節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律

第8頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三同時(shí)鉆頭在巖層片理和層理的作用下，產(chǎn)生偏離鉆孔中心的旋轉(zhuǎn)，也是造成孔斜的重要原因。當(dāng)鉆頭與巖層斜交時(shí)，鉆頭切削具在孔底A、B兩點(diǎn)處所遇回轉(zhuǎn)阻力不同。鉆頭A點(diǎn)切削具逆層切削的阻力P大于B點(diǎn)切削具順層切削的阻力N，這時(shí)圖中的A點(diǎn)可看作是鉆頭回轉(zhuǎn)的瞬心，即鉆孔軸線有沿F方向偏移的趨勢(shì)。

第二節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律

第9頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1.2軟硬互層鉆孔以銳角從軟巖進(jìn)入硬巖時(shí)，由于軟、硬部分抗破碎阻力的不同，使鉆孔朝著垂直于層面的方向彎曲；從硬巖進(jìn)入軟巖時(shí)，則鉆具軸線有偏離層面法線方向的趨勢(shì)。但由于上方孔壁較硬，限制了鉆具偏倒，結(jié)果基本保持著原來(lái)的方向；鉆孔通過(guò)硬巖進(jìn)入軟巖又從軟巖進(jìn)入硬巖時(shí)，最終還是沿層面法線方向延伸。鉆孔遇層角存在著臨界值。超過(guò)此值時(shí)鉆孔頂層進(jìn)；低于此值時(shí)鉆孔將沿硬巖的層面下滑(俗稱順層跑)。這也說(shuō)明鉆進(jìn)中粗徑鉆具傾斜面方向穩(wěn)定是客觀存在的。

第二節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律

第10頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三地質(zhì)因素——軟硬互層

第二節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律

第11頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三除上述地質(zhì)因素的影響以外，鉆進(jìn)含有卵石、礫石或漂石的巖層時(shí)，鉆孔延伸受到巖石硬塊的阻礙，鉆孔往往朝著容易通過(guò)的方向偏斜。此時(shí)頂角和方位角的彎曲無(wú)一定的規(guī)律。鉆孔遇到大裂隙、交角又不大時(shí)，孔身往往沿裂隙面的方向延伸。斜孔穿過(guò)較厚的松散巖石或溶洞及老窿時(shí)，孔身則趨于下垂。

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第12頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.技術(shù)因素2.1設(shè)備安裝鉆機(jī)基礎(chǔ)不平，立軸安裝不正確，未下孔口管或孔口管方向不合要求，都會(huì)使鉆孔偏離設(shè)計(jì)軌跡。這些因素主要是在開(kāi)始階段起作用，但鉆孔開(kāi)始的彎斜會(huì)給以后的鉆孔留下嚴(yán)重的影響。2.2鉆具結(jié)構(gòu)尺寸1）粗徑鉆具的剛度：粗徑鉆具直徑較小而長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，則剛度可能不足，會(huì)失穩(wěn)彎曲。粗徑鉆具的臨界長(zhǎng)度：

第二節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律

第13頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2）鉆頭唇部形狀鉆進(jìn)各向異性巖石遇層角為銳角時(shí)，鉆頭唇部形狀影響：鉆頭唇部為平面形狀或橢圓形狀時(shí)，孔底向碎巖阻力最小方向偏移。同時(shí)

第二節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律

隨著橢圓度的增大而加劇，因?yàn)殂@孔向碎巖阻力最小側(cè)破碎加快了。鉆頭唇部為外錐形時(shí)，鉆頭唇面右部破巖阻力小，而左部破巖阻力大。因此，有一翻轉(zhuǎn)力矩M0作用在鉆頭上，使鉆孔有向左偏斜的趨勢(shì)。第14頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三鉆具唇部為內(nèi)錐形，則孔底左邊破碎較為強(qiáng)烈，鉆孔向右偏斜。在各向異性巖石中使用內(nèi)錐形或半球形唇面的鉆頭鉆進(jìn)時(shí)彎強(qiáng)最大。使用平面形唇面鉆頭鉆進(jìn)時(shí)，鉆孔彎強(qiáng)小。

3)粗徑鉆具的長(zhǎng)度和孔壁間隙孔壁間隙--粗徑鉆具外徑與孔徑間的間隙。粗徑鉆具在鉆孔中的偏倒角Dc--孔徑；D1、D--巖心管及鉆頭直徑；L--粗徑鉆具長(zhǎng)度。顯然，孔壁間隙↑或粗徑鉆具↓，都會(huì)使偏倒角↑，從而鉆孔彎曲強(qiáng)度↑。采用肋骨鉆頭會(huì)增大孔壁間隙。

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第15頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.工藝因素--可采取措施的主觀因素3.1鉆進(jìn)方法不同鉆進(jìn)方法導(dǎo)致不同的孔壁間隙。一般鋼粒鉆進(jìn)孔斜最大，硬合金鉆進(jìn)次之，金剛石鉆進(jìn)最小。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)較低的軸向壓力和轉(zhuǎn)數(shù)，鉆孔彎曲強(qiáng)度較小。3.2鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)鉆壓過(guò)大→粗徑鉆具彎曲→鉆頭靠壁側(cè)→偏倒角達(dá)最大→鉆具回轉(zhuǎn)摩擦阻↑→鉆具自轉(zhuǎn)幾率↑→導(dǎo)致鉆孔彎曲。轉(zhuǎn)速過(guò)高→鉆柱離心力↑→橫向振動(dòng)和擴(kuò)壁→孔壁間隙↑。泵量過(guò)大→沖刷、破壞軟巖孔壁→孔壁間隙↑。

第二節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律

第16頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三當(dāng)然，若鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)不合理，鉆速過(guò)低，鉆具在孔壁長(zhǎng)時(shí)間研磨也會(huì)擴(kuò)大間隙，增加孔斜。三、鉆孔彎曲的規(guī)律

(1)均質(zhì)巖石鉆孔彎曲強(qiáng)度＜不均質(zhì)巖石，巖石各向異性↑鉆孔彎曲強(qiáng)度↑(2)層理、片理發(fā)育的巖石鉆孔“頂層進(jìn)”彎曲。遇層角45°左右鉆孔彎曲強(qiáng)度最大。(3)軟硬互層巖石中鉆孔從軟入硬時(shí)，彎曲強(qiáng)度↑，雖然從硬進(jìn)入軟巖層時(shí)，彎曲強(qiáng)度較小，但最終彎曲趨勢(shì)仍與頂層進(jìn)。

第二節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律

第17頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(4)穿過(guò)松散非膠結(jié)巖石、大溶洞時(shí)，鉆孔趨于下垂。鉆孔碰到硬包裹體時(shí)可能朝任意方向彎曲。(5)鉆孔頂角大時(shí)方位角變化??；反之變化大。一般，方位角彎曲與鉆具回轉(zhuǎn)方向一致。頂角接近零時(shí)方位變化不定。(6)在近似水平的巖層中鉆垂直孔，即使巖石各向異性強(qiáng)，軟硬不均，鉆孔也不會(huì)產(chǎn)生較大的彎曲。(7)孔壁間隙大，粗徑鉆具短，鉆具剛度差，鉆孔彎曲強(qiáng)度大。立軸與導(dǎo)向管安裝不正，鉆孔朝安裝不正的方向偏斜。(8)鋼粒鉆斜孔時(shí)，由于鋼粒集中于孔底左下方，孔身向右上方彎曲，頂角和方位角都發(fā)生變化。

第二節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律

第18頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、測(cè)量鉆孔彎曲的原理1.頂角測(cè)量原理1.1液面水平原理（氫氟酸測(cè)斜）把20~30％濃度的氫氟酸注入玻璃管中1/3長(zhǎng)度。將試管密裝在接頭內(nèi)。同鉆桿下孔待測(cè)位置靜止15~25min，提鉆取出。根據(jù)氫氟酸腐蝕痕跡算出頂角。由于毛細(xì)作用對(duì)算得的頂角必須校正。為避免校正計(jì)算可利用傾斜儀來(lái)直接測(cè)定。還可以用顯影液、化學(xué)漿液等。

第三節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量?jī)x器與數(shù)據(jù)處理第19頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1.2重錘原理利用地球重力場(chǎng)，框架繞a軸靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，b軸與a軸垂直，b軸中點(diǎn)是能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的弧形刻度盤(pán)，刻度盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)面與鉆孔彎曲平面一致，刻度盤(pán)因重力永遠(yuǎn)下垂。當(dāng)儀器在垂直孔內(nèi)時(shí)，刻度盤(pán)上的0o對(duì)準(zhǔn)弧形豎板的標(biāo)線頂角為0o；當(dāng)儀器在傾斜孔內(nèi)時(shí)，弧形豎板傾斜一個(gè)角度，此角度就是鉆孔頂角θ。第四節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量及儀器第20頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

2.方位角測(cè)量原理根據(jù)定義，鉆孔方位角測(cè)量必須滿足兩個(gè)條件：該角度是鉆孔軸線某點(diǎn)切線方向與地北的夾角；該角度是水平面上的角度。在無(wú)磁性干擾或干擾很小的孔段中，可利用地磁場(chǎng)定向原理；在有磁屏蔽(如在套管內(nèi))或磁干擾較大(如存在磁性礦體)的孔段中，因?yàn)榇裴樖ザㄏ蚰芰?，可用地面定向原理或陀螺原理?/p>

第三節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量?jī)x器與數(shù)據(jù)處理第21頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.1地磁場(chǎng)定向原理利用磁針或磁敏感元件(磁通門(mén))確定鉆孔的方位角。測(cè)量時(shí)羅盤(pán)處于水平狀態(tài)且0o線必須指向鉆孔彎曲方向。為此，羅盤(pán)轉(zhuǎn)軸應(yīng)垂直于鉆孔彎曲平面，并使羅盤(pán)保持水平。此外，羅盤(pán)上0o與180o連線及框架上的偏重塊都與鉆孔彎曲平面一致，偏重塊與180o線同側(cè)。這樣0o線必定指向鉆孔彎曲方向。0o線與磁針指北方向的夾角就是鉆孔的磁方位角。

第四節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量及儀器第22頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

2.多點(diǎn)全測(cè)儀采用非電量電測(cè)法。由羅盤(pán)測(cè)量的方位角和用懸錘測(cè)量的頂角通過(guò)電阻（弧形電阻件和環(huán)形電阻件）轉(zhuǎn)換成電量。如JJX-2、JJX-3、KXP-1、JX641GA、SJX77、SSJX77和CX-3601等型號(hào)。采用直流平衡電橋測(cè)量電路，將方位電阻和頂角電阻分別作為兩個(gè)直流平衡電橋的被測(cè)電阻和一臂，電橋的另三個(gè)臂連接標(biāo)準(zhǔn)已知電阻，利用可變電阻調(diào)節(jié)電橋的平衡?？勺冸娮瑁ㄆ胶怆娮瑁┲档淖兓八淼姆轿唤腔蝽斀侵?，可由地面儀器面板的刻度盤(pán)讀出。

第三節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量?jī)x器與數(shù)據(jù)處理第23頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三KXP-1型測(cè)斜儀適用于46mm以上的非磁性鉆孔。儀器的井下探管和地面操作箱用三心電纜連接。測(cè)量靈敏系統(tǒng)主要有鋁合金框架、方位角、頂角測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量系統(tǒng)的頂角和方位角電阻與集流環(huán)的內(nèi)環(huán)、外環(huán)相接。直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)控制輸出端以2r/min的轉(zhuǎn)速控制凸輪，使儀器依次呈現(xiàn)“自由”、“接觸”、“鎖緊”三種狀態(tài)。儀器呈“接觸”時(shí)，全部頂角和方位角電阻接到地面操作箱。呈“鎖緊”時(shí)，被測(cè)頂角和方位角電阻被短路，讀出頂角和方位角。在孔內(nèi)測(cè)量時(shí)每個(gè)狀態(tài)變換都要停6~8s。

第三節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量?jī)x器與數(shù)據(jù)處理第24頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三在石油鉆井中廣泛使用石英撓性電容式加速度計(jì)測(cè)量頂角(井斜角)。用磁通門(mén)傳感器測(cè)量地磁場(chǎng)強(qiáng)度、地磁傾角、井眼方位和磁性工具面。

第三節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量?jī)x器與數(shù)據(jù)處理充電電池筒控制部分減震環(huán)電路保護(hù)筒T型頭啟動(dòng)按鈕通訊端口狀態(tài)指示燈電源開(kāi)關(guān)第25頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.慣性定向法2.1陀螺儀工作原理陀螺支撐于自身轉(zhuǎn)軸及內(nèi)、外環(huán)轉(zhuǎn)軸上，三軸垂直正交于與陀螺重心重合點(diǎn)，陀螺具有三個(gè)方向的自由度。在無(wú)摩擦的情況下，三自由度高速旋轉(zhuǎn)的陀螺在空間的方向保持不變，這個(gè)特性稱作陀螺儀的定軸性。陀螺還具有進(jìn)動(dòng)性，即外框架轉(zhuǎn)軸上有干擾力矩時(shí)，內(nèi)框架轉(zhuǎn)軸進(jìn)動(dòng)，使陀螺軸發(fā)生傾斜，因此要進(jìn)行水平修正；而內(nèi)框架轉(zhuǎn)軸上有干擾力矩時(shí)，外框架轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使陀螺軸產(chǎn)生漂移，因此要進(jìn)行漂移量修正。

第三節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量?jī)x器與數(shù)據(jù)處理第26頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三簡(jiǎn)介定向井和隨鉆測(cè)量技術(shù)在油田的應(yīng)用定向井

國(guó)內(nèi)最大的陸上叢式井在384m×110m的區(qū)域內(nèi)布置了6排42口定向井，叢式井共穿過(guò)550個(gè)油氣層，深達(dá)2,046.9m。第27頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三海油陸采是在海邊的陸地上鉆延伸到海上油層的水平井。國(guó)內(nèi)目前最大位移2051.22m。簡(jiǎn)介定向井和隨鉆測(cè)量技術(shù)在油田的應(yīng)用第28頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三“階梯式”水平井(L2-P1)

簡(jiǎn)介定向井和隨鉆測(cè)量技術(shù)在油田的應(yīng)用第29頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三泥漿脈沖式MWD用于定向井鉆井的舉例。簡(jiǎn)介定向井和隨鉆測(cè)量技術(shù)在油田的應(yīng)用第30頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三486mS9-P1井S-5井芒硝

江蘇開(kāi)采芒硝的兩井之間在2629m處連通。MWD用于對(duì)接井采礦舉例第31頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三電磁波隨鉆測(cè)量（MWD）系統(tǒng)第32頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三簡(jiǎn)介定向井和隨鉆測(cè)量技術(shù)在油田的應(yīng)用第33頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三四、測(cè)斜數(shù)據(jù)處理1.測(cè)斜誤差的產(chǎn)生與消除測(cè)斜目的是求得測(cè)點(diǎn)處鉆孔頂角與方位的真值。但只能以某種精度逼近。允許誤差：頂角±0.5~1°方位角±4~5°。系統(tǒng)誤差是儀器本身或測(cè)斜方法不正確造成的，服從一定規(guī)律。如：零漂和溫漂，儀器軸線與鉆孔軸線不一致。隨機(jī)誤差是多因素綜合影響的結(jié)果，多次重復(fù)測(cè)量的隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布。緩慢誤差是電子元件老化和機(jī)械零件內(nèi)應(yīng)力變化引起的。疏忽誤差是一種顯然與事實(shí)不符的誤差，主要由操作者粗枝大葉或偶然的外界干擾引起的。

第三節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量?jī)x器與數(shù)據(jù)處理第34頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.在測(cè)斜數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上繪制鉆孔軌跡鉆孔測(cè)斜并非連續(xù)測(cè)量，每隔25m一個(gè)點(diǎn)，軌跡是折線。通常用均角全距法進(jìn)行計(jì)算，即把每一段測(cè)斜間距的兩組測(cè)斜數(shù)據(jù)的平均值作為該孔段的頂角和方位角值。在計(jì)算機(jī)已普及的今天，可按式（10-16）快速求出各測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并繪出鉆孔軌跡的垂直和水平投影圖。

第三節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量?jī)x器與數(shù)據(jù)處理第35頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

3.建立礦區(qū)（施工區(qū)）孔斜規(guī)律數(shù)學(xué)模型在孔斜規(guī)律明顯的礦區(qū)設(shè)計(jì)自然定向孔是解決孔斜問(wèn)題的有效途徑；如果已知礦區(qū)孔斜規(guī)律便可預(yù)測(cè)下一個(gè)（批）鉆孔的彎曲趨勢(shì)。

第三節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量?jī)x器與數(shù)據(jù)處理第36頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)鉆孔彎曲的預(yù)防與糾正一、鉆孔彎曲的預(yù)防1.在設(shè)計(jì)鉆孔時(shí)應(yīng)考慮預(yù)防鉆孔彎曲1.1按照地層條件設(shè)計(jì)鉆孔

布置鉆孔時(shí)，盡量使鉆孔垂直于巖層層面及巖層走向；松軟、破碎、厚覆蓋層、裂隙及溶洞地層應(yīng)盡量設(shè)計(jì)垂直孔。1.2按鉆孔彎曲規(guī)律設(shè)計(jì)鉆孔孔斜規(guī)律明顯、巖層傾角大、無(wú)法垂直鉆孔的地層，應(yīng)利用地層的自然彎曲規(guī)律，輔以人工控制彎曲措施，設(shè)計(jì)“初級(jí)定向孔”。第37頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)鉆孔彎曲的預(yù)防與糾正若彎曲規(guī)律是方位穩(wěn)定而頂角偏離，有如下幾種設(shè)計(jì)方法：(1)沿勘探線平移法由o’點(diǎn)開(kāi)孔打不到靶點(diǎn)a，可在勘探線上后移孔位。過(guò)a點(diǎn)引bo’的平行線，與地面交于點(diǎn)o即為后移的孔位。

第38頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)鉆孔彎曲的預(yù)防與糾正(2)增大開(kāi)孔傾角法當(dāng)移動(dòng)孔位受到地形限制，而按原設(shè)計(jì)又無(wú)法鉆至預(yù)定靶點(diǎn)時(shí)，可根據(jù)傾角彎曲規(guī)律，用增大開(kāi)孔傾角的方法鉆進(jìn)，γ1是調(diào)整后的開(kāi)孔傾角。若已知鉆孔彎曲規(guī)律是頂角基本穩(wěn)定而方位角變化較大時(shí)，應(yīng)按方位角變化規(guī)律調(diào)整鉆孔設(shè)計(jì)。

第39頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)鉆孔彎曲的預(yù)防與糾正2.保證安裝質(zhì)量，把好換徑關(guān)安裝地基要平整、堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)固。鉆機(jī)立軸傾角方向符合設(shè)計(jì)要求，“三點(diǎn)一線”。孔口管固定牢，方位和傾角符合設(shè)計(jì)要求。粗徑鉆具要直，長(zhǎng)度要逐漸加長(zhǎng)至10m左右。換徑帶導(dǎo)向的綜合式異徑鉆具。3.采用合理的鉆具結(jié)構(gòu)鐘擺鉆具、偏重鉆具和滿眼鉆具等形式的組合鉆具對(duì)防止和糾正鉆井彎曲有明顯的效果。第40頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)鉆孔彎曲的預(yù)防與糾正3.1鐘擺鉆具鐘擺力（減斜）Fd為：可看出，當(dāng)鉆孔頂角一定時(shí)增大減斜力的途徑：加大切點(diǎn)以下鉆具質(zhì)量，選用厚壁鉆鋌；在略高于切點(diǎn)的位置上裝一扶正器，提高切點(diǎn)的位置，或增大切點(diǎn)以下鉆鋌長(zhǎng)度來(lái)增大鉆具質(zhì)量。此外，采用扶正器還可減小下部鉆具的傾斜角和增斜力，從而進(jìn)一步加大鉆具的防斜能力。

第41頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)鉆孔彎曲的預(yù)防與糾正

3.2偏重鉆具在普通鉆鋌