第九章鉆孔彎曲與測(cè)量_第1頁(yè)
第九章鉆孔彎曲與測(cè)量_第2頁(yè)
第九章鉆孔彎曲與測(cè)量_第3頁(yè)
第九章鉆孔彎曲與測(cè)量_第4頁(yè)
第九章鉆孔彎曲與測(cè)量_第5頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

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。

第二節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律

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。

第二節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律

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

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