钻孔弯曲与定向钻进

主 讲 人 ： 杜 振 川 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 一 节 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进 的 概 念 在 钻 探 工 作 中 ， 为 了 达 到 一 定 的 地 质 目 标 ， 必 须 根 据 地 质要 求 和 施 工 条 件 ， 合 理 设 计 钻 孔 轨 迹 （ 即 孔 身 在 地 下 空 间 延伸 的 路 径 ） 。 但 是 ， 在 施 工 过 程 中 ， 由 于 种 种 因 素 的 影 响 ，实 际 的 钻 孔 轨 迹 往 往 偏 离 设 计 的 钻 孔 轨 迹 。 这 种 现 象 称 为 钻孔 偏 斜 或 钻 孔 弯 曲 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 一 节 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进 的 概 念钻 孔 弯 曲 给 地 质 成 果 和 钻 探 施 工 都 会 带 来 不 良 后 果 。对 于 地 质 成 果 来 说 ， 由 于 未 按 预 定 目 标 点 穿 过 矿 体 或 其 他地 质 层 位 ， 就 有 可 能 歪 曲 矿 体 产 状 、 打 丢 矿 体 、 遗 漏 断 层或 改 变 勘 探 网 度 ， 从 而 影 响 对 矿 体 的 评 价 、 构 造 的 判 断 和储 量 计 算 的 精 确 程 度 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 一 节 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进 的 概 念钻 孔 弯 曲 给 地 质 成 果 和 钻 探 施 工 都 会 带 来 不 良 后 果 。对 于 钻 探 施 工 来 说 ， 由 于 孔 身 偏 斜 或 过 分 弯 曲 ， 钻 具 在 孔 内弯 曲 变 形 严 重 ， 钻 具 与 孔 壁 摩 擦 阻 力 增 加 ， 必 然 导 致 钻 杆 磨损 加 剧 ， 钻 杆 折 断 事 故 增 多 ， 升 降 钻 具 困 难 ， 钻 进 功 耗 增 加和 钻 进 速 度 下 降 。钻 孔 弯 曲 超 过 允 许 范 围 而 达 不 到 地 质 目 的 时 ， 则 需 要 纠 斜 或重 新 钻 孔 。 这 就 要 耗 费 大 量 人 力 、 物 力 和 时 间 ， 增 加 经 费 开支 ， 延 误 工 期 ， 推 迟 地 质 勘 探 进 度 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 一 节 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进 的 概 念钻 探 生 产 实 践 表 明 ， 绝 大 多 数 钻 孔 都 有 不 同 程 度 的 弯 曲 。 但是 应 当 采 用 一 切 可 能 的 措 施 ， 把 钻 孔 弯 曲 程 度 控 制 在 允 许 的范 围 之 内 。 现 行 规 范 规 定 ， 钻 孔 顶 角 最 大 允 许 弯 曲 度 是 ： 垂直 孔 不 超 过 2 /100m， 倾 斜 孔 不 超 过 3 /100m， 随 着 钻 孔 加深 允 许 递 增 计 算 。 钻 孔 方 位 角 最 大 允 许 弯 曲 度 ， 则 可 根 据 孔深 和 矿 床 类 型 等 情 况 具 体 确 定 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 二 节 钻 孔 空 间 位 置 要 素钻 孔 在 空 间 的 轨 迹 基 本 要素 是 顶 角 、 方 位 角 和 孔 深 。如 图 所 示 ， 在 三 维 坐 标 系中 原 点 O代 表 开 孔 点 ， x轴 代 表 南 北 方 向 ， y轴 代表 东 西 方 向 ， z轴 代 表 向下 方 向 。 OABC是 钻 孔 的 空 间 轨 迹 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 二 节 钻 孔 空 间 位 置 要 素 其 基 本 要 素 为 ：顶 角 （ ） 钻 孔 轨 迹 某 点 切 线与 铅 垂 线 之 间 的 夹 角 。方 位 角 （ ） 钻 孔 轨 迹 某 点 切线 在 水 平 面 上 的 投 影 与 真 北 方向 夹 角 ， 按 顺 时 针 方 向 计 。孔 深 ， 孔 口 到 钻 孔 轨 迹 上 某点 的 钻 孔 轴 线 长 度 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 二 节 钻 孔 空 间 位 置 要 素利 用 钻 孔 轨 迹 基 本 要 素 ， 可 算 出 轨 迹 上 每 点 的 空 间 坐 标 。 设钻 孔 轨 迹 为 一 斜 直 线 ， 坐 标 原 点 为 孔 口 ， X轴 取 正 北 ， Y轴 取正 东 ， Z轴 铅 垂 向 下 。 轨 迹 上 的 空 间 坐 标 计 算 如 下 ： 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 二 节 钻 孔 空 间 位 置 要 素式 中 ： x0,y0,z0 孔 口 坐 标 ；x A, yA, zA钻 孔 轴 线 上 点 A的 坐 标 ； 开 孔 顶 角 ；开 孔 方 位 角 ； LA孔 口 至 测 点 钻 孔 轴 线 的 长 度 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 三 节 钻 孔 弯 曲 的 原 因 和 规 律钻 孔 弯 曲 的 原 因 可 分 为 地 质 、 技 术 和 工 艺 3个 方 面 。钻 孔 在 软 硬 互 层 的 倾 斜 岩 层 中 钻 进 时 ， 因 钻 头 在 同 一 个 接 触面 上 ， 有 不 同 可 钻 性 的 岩 石 存 在 ， 由 于 钻 进 时 压 力 和 速 度 的不 同 ， 使 钻 头 的 钻 进 方 向 发 生 改 变 而 造 成 钻 孔 偏 斜 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 三 节 钻 孔 弯 曲 的 原 因 和 规 律1、 地 质 方 面1） 钻 头 在 松 软 地 层 中 遇 到大 砾 石 时 ， 钻 孔 易 沿 砾 石斜 面 弯 曲 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 三 节 钻 孔 弯 曲 的 原 因 和 规 律1、 地 质 方 面2） 钻 孔 遇 到 裂 隙 ， 而 裂 隙方 向 与 钻 孔 方 向 相 近 时 ，钻 孔 沿 裂 隙 方 向 弯 曲3） 钻 孔 遇 溶 洞 或 老 窿 时 易 发 生弯 曲 。4） 断 层 、 节 理 发 育 ， 岩 脉 穿 插多 的 地 方 钻 孔 易 偏 斜 ， 且 递 增 幅 度 大 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 三 节 钻 孔 弯 曲 的 原 因 和 规 律1、 地 质 方 面5） 软 、 硬 岩 层 换 层 时 ，钻 孔 的 顶 角 和 方 位 角 易 发生 变 化 。 当 钻 头 由 软 岩 层进 入 硬 岩 层 时 ， 如 钻 孔 轴线 与 岩 层 层 面 夹 角 大 于30 ， 钻 孔 向 垂 直 于 岩 层倾 斜 方 向 弯 曲 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 三 节 钻 孔 弯 曲 的 原 因 和 规 律1、 地 质 方 面5） 软 、 硬 岩 层 换 层 时 ，钻 孔 的 顶 角 和 方 位 角 易 发生 变 化 。 当 钻 头 由 软 岩 层进 入 硬 岩 层 时 ， 如 钻 孔 轴线 与 岩 层 层 面 夹 角 小 于30 ， 则 钻 孔 易 顺 岩 层 倾斜 方 向 弯 曲 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 三 节 钻 孔 弯 曲 的 原 因 和 规 律1、 地 质 方 面5） 软 、 硬 岩 层 换 层 时 ，钻 孔 的 顶 角 和 方 位 角 易 发生 变 化 。 当 钻 头 由 硬 岩 层进 入 软 岩 层 时 ， 钻 孔 向 硬岩 层 倾 斜 方 向 弯 曲 ， 但 弯曲 不 大 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 三 节 钻 孔 弯 曲 的 原 因 和 规 律2、 钻 探 技 术 上 的 原 因钻 探 技 术 上 原 因 主 要 指 钻 塔 、 钻 机 安 装 不 合 格 ， 立 轴 角 度 不符 合 设 计 要 求 ， 天 轮 ， 立 轴 、 孔 口 三 者 不 在 同 一 中 心 线 上 。或 使 用 弯 曲 钻 具 ， 钻 具 组 合 垂 直 性 、 稳 定 性 差 ， 粗 径 钻 具 短 ，导 向 性 差 。 加 重 钻 具 数 量 不 够 ， 钻 头 使 用 不 当 等 原 因 使 钻 孔发 生 偏 斜 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 三 节 钻 孔 弯 曲 的 原 因 和 规 律3、 钻 探 操 作 上 的 原 因主 要 指 操 作 不 一 致 ， 给 压 不 均 匀 ， 忽 大 忽 小 。 遇 有 变 层 ，如 由 软 变 硬 时 ， 没 有 及 时 采 取 减 压 钻 进 ， 如 由 硬 变 软 时 ，没 有 及 时 提 动 钻 具 ， 采 取 重 新 扫 孔 钻 进 。 钻 机 转 速 选 用 不当 ， 给 水 量 掌 握 不 好 以 及 钢 粒 钻 进 时 投 砂 量 不 合 理 等 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 三 节 钻 孔 弯 曲 的 原 因 和 规 律钻 孔 偏 斜 的 危 害 性 降 低 钻 探 效 率在 钻 探 过 程 中 ， 由 于 孔 斜 ， 常 常 使 钻 具 不 能 快 速 回 转 ， 钻具 压 力 不 能 有 效 地 传 递 到 孔 底 ， 而 消 耗 在 弯 曲 的 钻 具 和 歪斜 的 孔 壁 上 。 孔 斜 给 升 降 钻 具 带 来 困 难 ， 同 时 也 增 加 了 非钻 进 时 间 。 从 而 大 大 地 降 低 了 钻 探 效 率 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 三 节 钻 孔 弯 曲 的 原 因 和 规 律钻 孔 偏 斜 的 危 害 性 增 加 钻 探 成 本由 于 孔 斜 增 加 了 钻 具 的 磨 损 ， 缩 短 了 钻 具 的 使 用 寿 命 。 在 钻探 施 工 中 容 易 出 现 断 杆 事 故 ， 更 严 重 的 是 造 成 卡 钻 等 重 大 孔内 事 故 。 而 且 增 加 了 人 力 、 动 力 和 材 料 的 消 耗 和 浪 费 ， 从 而大 大 增 加 钻 探 成 本 。 第 八 章 钻 孔 弯 曲 与 定 向 钻 进第 三 节 钻 孔 弯 曲 的 原 因 和 规 律钻 孔 偏 斜 的 危 害 性 易 造 成 测 井 事 故 钻 孔 发 生 偏 斜 后 ， 孔 壁 易 坍 塌 、 掉 块 ， 下 测 井 仪 器 和电 缆 往 往 比 较 困 难 ， 而 且 容 易 发 生 埋 卡 仪 器 和 电 缆 事 故 。 影 响 地 质 资 料 的 可 靠 性钻 孔 偏 斜 对 地 质 构 造 、 岩 煤 层 产 状 、 煤 层 厚 度 、 埋 藏 深 度 、储 量 计 算 和 今 后 设 计 开 采 等 都 有 很 大 的 影 响 。 有 时 由 于 孔斜 过 大 ， 达 不 到 钻 孔 设 计 的 预 期 目 的 而 造 成 报 废 。 第 四 节 钻 孔 弯 曲 的 测 量 方 法 与 仪 器为 了 随 时 掌 握 与 控 制 钻 孔 轨 迹 的 变 化 ， 预 防 与 纠 正 钻 孔 弯 曲或 者 实 现 定 向 钻 进 ， 必 须 测 量 钻 孔 的 空 间 位 置 测 斜 。测 斜 就 是 测 量 钻 孔 的 3个 基 本 要 素 ： 顶 角 、 方 位 角 和 孔 深 。按 规 范 要 求 ， 垂 直 孔 每 20 m测 斜 一 次 ， 倾 斜 孔 每 25m测 斜 一次 。 但 是 在 地 质 构 造 复 杂 、 勘 探 网 度 较 密 、 容 易 发 生 孔 斜 的 矿区 ， 或 者 在 进 行 纠 斜 、 施 工 定 向 孔 及 特 殊 工 程 孔 时 ， 应 适 当 增加 测 点 。 测 斜 不 及 时 ， 或 测 斜 次 数 不 足 ， 会 贻 误 纠 斜 的 时 机 ，从 而 造 成 钻 孔 歪 斜 增 加 ， 资 料 不 可 靠 ， 甚 至 钻 孔 报 废 。 第 四 节 钻 孔 弯 曲 的 测 量 方 法 与 仪 器一 、 钻 孔 弯 曲 测 量 原 理1、 顶 角 测 量 原 理利 用 自 由 液 面 测 量 钻 孔 顶 角 的 原 理如 将 液 体 注 入 一 圆 筒 形 容 器 内 ， 再 将此 容 器 下 入 钻 孔 中 ， 使 容 器 轴 线 与 钻孔 轴 线 重 合 或 平 行 ， 此 时 圆 筒 形 容 器内 水 平 液 面 呈 椭 圆 形 ， 椭 圆 长 轴 ab既在 水 平 面 内 ， 又 在 钻 孔 弯 曲 平 面 内 。因 此 ， 长 轴 ab与 钻 孔 轴 线 的 夹 角 是 钻 孔 的 倾 角 。 它 的 余 角 就 是 钻 孔 的 顶 角 。 第 四 节 钻 孔 弯 曲 的 测 量 方 法 与 仪 器一 、 钻 孔 弯 曲 测 量 原 理1、 顶 角 测 量 原 理重 锤 测 量 钻 孔 顶 角 的 原 理如 图 ， 框 架 可 绕 aa轴 灵 活 转 动 ，bb轴 与 aa轴 垂 直 相 交 ， 两 轴 构成 框 架 平 面 。 在 bb轴 中 点 o悬 挂一 能 灵 活 转 动 的 弧 形 刻 度 盘 ， 刻度 盘 转 动 面 与 钻 孔 弯 曲 平 面 一 致 ，刻 度 盘 因 重 力 作 用 永 远 下 垂 。 第 四 节 钻 孔 弯 曲 的 测 量 方 法 与 仪 器一 、 钻 孔 弯 曲 测 量 原 理1、 顶 角 测 量 原 理重 锤 测 量 钻 孔 顶 角 的 原 理当 仪 器 在 垂 直 孔 内 时 ， 刻 度 盘 上的 0 正 对 准 弧 形 竖 板 T上 的 标 线 ，即 顶 角 为 0 ；当 仪 器 在 倾 斜 孔 内 时 ， 弧 形 竖 板倾 斜 一 个 角 度 ， 此 角 度 就 是 钻 孔 顶 角 2、 方 位 角 测 量 原 理1） 地 磁 场 定 向 原 理测 量 时 罗 盘 处 于 水 平 状 态 ， 并 且 罗 盘上 0 线 指 向 钻 孔 弯 曲 方 向 。 为 此 在罗 盘 下 部 装 有 重 块 ， 使 罗 盘 保 持 水 平 。偏 重 块 与 180 线 同 侧 ， 这 样 ， 在 倾斜 钻 孔 中 0 线 必 定 指 向 钻 孔 弯 曲 方向 。 此 时 ， 0 线 与 磁 针 指 北 方 向 的夹 角 就 是 钻 孔 的 磁 方 位 角 第 四 节 钻 孔 弯 曲 的 测 量 方 法 与 仪 器二 、 钻 孔 轨 迹 的 绘 制一 般 把 钻 孔 轨 迹 表 示 在 垂 直 平 面 和 水 平 平 面 上 。在 垂 直 平 面 上 绘 制 剖 面 图 ， 而 且 ， 第 一 ， 使 图 上 每 一 点 的孔 深 与 空 间 钻 孔 轴 线 对 应 点 的 孔 深 一 致 ； 第 二 ， 使 图 上 每一 点 的 顶 角 与 空 间 钻 孔 对 应 点 的 顶 角 一 致 。在 水 平 平 面 上 绘 制 钻 孔 水 平 投 影 。 水 平 投 影 反 映 空 间 钻 孔每 点 方 位 角 的 变 化 。 第 四 节 钻 孔 弯 曲 的 测 量 方 法 与 仪 器二 、 钻 孔 轨 迹 的 绘 制目 前 ， 通 常 是 按 一 定 测 距 测 量 钻 孔 顶 角 和 方 位 角 ， 而 不 是 连续 测 斜 。 因 此 ， 只 能 根 据 各 测 点 的 测 斜 数 据 计 算 出 各 测 点 的空 间 坐 标 ， 然 后 画 出 钻 孔 轨 迹 。 采 用 的 计 算 方 法 主 要 有 ： 全角 半 距 法 、 均 角 全 距 法 、 曲 率 半 径 法 和 最 小 曲 率 法 等 几 种 。钻 探 中 常 用 的 是 均 角 全 距 法 和 曲 率 半 径 法 。 第 四 节 钻 孔 弯 曲 的 测 量 方 法 与 仪 器二 、 钻 孔 轨 迹 的 绘 制 第 四 节 钻 孔 弯 曲 的 测 量 方 法 与 仪 器二 、 钻 孔 轨 迹 的 绘 制 )2Cos( 1)-(1 )2Sin()2Sin( )2Cos()2Sin( 11 111 111 iiiii Aiiiiiii Aiiiiiii Lzz Lyy Lxx 第 五 节 定 向 钻 进在 钻 探 施 工 中 ， 利 用 自 然 造 斜 规 律 ， 采 取 人 工 造 斜 手 段 ， 或者 两 者 并 用 ， 按 照 预 定 的 轨 迹 钻 达 预 定 目 标 的 钻 孔 称 为 定 向钻 孔 。 由 于 定 向 钻 孔 能 更 好 地 保 证 钻 探 质 量 ， 节 省 钻 探 进 尺 ，并 能 解 决 一 些 工 程 难 题 ， 所 以 得 到 了 日 益 广 泛 的 应 用 。 第 五 节 定 向 钻 进 第 五 节 定 向 钻 进海 油 陆 采 是 在 海 边 的 陆 地 上 钻 延 伸 到 海 上 油 层 的 水 平 井 。 国 内 目 前 最 大 位 移 2051.22m。 第 五 节 定 向 钻 进 第 五 节 定 向 钻 进 486mS9-P1井 S-5井芒 硝 江 苏 开 采 芒 硝 的 两 井 之 间 在 2629m处 连 通 。 第 五 节 定 向 钻 进一 、 定 向 钻 孔 分 类 2、 受 控 定 向 钻 孔即 单 纯 采 用 人 工 造 斜 手 段 或 绘 合 利 用 人 工 造 斜 手 段 与 地 层 造斜 规 律 ， 钻 达 目 的 层 位 的 钻 孔 。 自 然 造 斜 与 人 工 造 斜 ， 可 在某 一 孔 段 同 时 使 用 ， 也 可 在 不 同 孔 段 分 别 使 用 。 按 施 工 技 术 方 法 的 不 同 ， 可 分 为 ：1、 初 级 定 向 钻 孔即 采 用 常 规 钻 具 并 利 用 地 层 和 工 艺 造 斜 规 律 ， 通 过 移 动 孔 位 ，改 变 开 孔 顶 角 ， 扭 转 开 孔 方 位 角 等 方 法 钻 达 目 的 层 位 的 钻 孔 。 第 五 节 定 向 钻 进一 、 定 向 钻 孔 分 类按 孔 身 轨 迹 的 不 同 ， 可 分 为 ：1、 平 面 弯 曲 定 向 钻 孔包 括 孔 身 轨 迹 在 某 一 垂 直 平 面 内 只 有 顶 角 弯 曲 而 无 方 位 变 化（ 或 方 位 角 变 化 很 小 ） 的 钻 孔 ；在 某 一 倾 斜 平 面 内 顶 角 和 方 位 角 都 有 变 化 的 钻 孔 ；以 及 在 水 平 平 面 内 只 有 方 位 角 弯 曲 而 无 顶 角 变 化 （ 或 顶 角 变 化很 小 ） 的 钻 孔 （ 坑 道 钻 中 用 之 ） 。 第 五 节 定 向 钻 进一 、 定 向 钻 孔 分 类按 孔 身 轨 迹 的 不 同 ， 可 分 为 ：2、 空 间 弯 曲 定 向 钻 孔包 括 孔 身 轨 迹 某 段 在 某 一 曲 面 内 既 有 顶 角 变 化 又 有 方 位 角 变化 的 钻 孔 ； 以 及 顶 角 不 变 、 方 位 角 发 生 变 化 的 螺 旋 线 状 钻 孔 。空 间 弯 曲 定 向 钻 孔 特 别 适 用 于 岩 层 造 斜 作 用 强 烈 、 钻 孔 顶 角和 方 位 角 自 然 弯 曲 规 律 都 很 明 显 的 矿 区 。 另 外 ， 钻 孔 需 要 绕过 地 下 障 碍 物 时 ， 也 可 采 用 此 类 钻 孔 。 第 五 节 定 向 钻 进一 、 定 向 钻 孔 分 类按 钻 孔 结 构 形 态 ， 又 可 分 为 ：1、 单 孔 底 定 向 钻 孔即 只 有 主 孔 而 无 分 枝 孔 的 定 向 钻 孔 。2、 多 孔 底 定 向 孔即 既 有 主 孔 又 有 分 枝 孔 的 定 向 钻 孔 。 主 孔 只 有 一 个 ， 而 分 枝孔 可 能 是 一 个 也 可 能 是 多 个 。从 主 孔 中 分 出 来 的 枝 孔 ， 称 为 一 级 分 枝 孔 ， 从 分 枝 孔 中 再 分 出 来 的 枝 孔 ， 称 为 二 级 分 枝 孔 。 第 五 节 定 向 钻 进一 、 定 向 钻 孔 分 类2、 多 孔 底 定 向 孔 第 五 节 定 向 钻 进二 、 定 向 钻 进 方 法根 据 工 作 原 理 ， 定 向 方 法 可 分 为 ：1、 直 接 定 向 按 需 要 的 角 度 使 造 斜 工 具 面 向 （ 即 造 斜 工 具 对 称 面 的 空 间 位置 ） 对 于 磁 北 或 某 一 指 定 方 向 实 行 定 向 。 直 接 定 向 常 用 的 敏 感 元 件 是 磁 针 、 磁 性 调 制 元 件 和 陀 螺 马 达 。 第 五 节 定 向 钻 进二 、 定 向 钻 进 方 法根 据 工 作 原 理 ， 定 向 方 法 可 分 为 ：2） 间 接 定 向 在 测 知 造 斜 点 钻 孔 方 位 和 顶 角 的 基 础 上 ， 根 据 造 斜 需 要 的方 位 和 顶 角 ， 先 计 算 出 造 斜 工 具 面 与 钻 孔 倾 斜 面 （ 即 造 斜点 孔 身 的 切 线 与 铅 垂 线 所 决 定 的 平 面 ） 的 夹 角 （ 又 称 安 装角 或 造 斜 工 具 面 向 角 ） ， 然 后 ， 使 造 斜 工 具 按 安 装 角 定 位 ，从 而 实 现 其 对 于 磁 北 方 向 的 定 向 。 第 五 节 定 向 钻 进二 、 定 向 钻 进 方 法3） 随 钻 定 向随 钻 定 向 是 把 测 斜 定 向 仪 器 放 在 钻 杆 柱 内 ， 一 边 钻 进 ， 一 边连 续 测 知 钻 孔 方 位 、 顶 角 和 造 斜 工 具 的 面 向 ， 这 些 数 据 能 在地 面 记 录 和 反 映 出 来 ， 从 而 能 及 时 调 整 造 斜 工 具 面 向 ， 做 到随 时 控 制 没 斜 方 向 。 这 种 技 术 称 为 M WD (Measurement While Drilling） 技 术 。 第 五 节 定 向 钻 进MWD 工 作 房 脉 冲脉 冲 操 作 间MWD 系 统系 统工 作 房 脉 冲脉 冲 操 作 间 系 统系 统 第 五 节 定 向 钻 进 第 五 节 定 向 钻 进三 、 造 斜 工 具1） 钻 具 组 合在 常 规 钻 具 上 适 当 增 加 一 些 部 件 ， 如 扶 正 器 、 万 向 节 、 钻挺 、 支 撑 接 头 等 ， 就 可 以 起 到 增 斜 、 减 斜 或 保 直 的 作 用 。2） 造 斜 楔造 斜 楔 又 称 偏 心 楔 。 它 是 利 用 其 倾 斜 楔 面 迫 使 钻 孔 改 变 定 向方 位 ， 并 且 在 造 斜 点 形 成 急 剧 的 弯 曲 。 1-楔 体 ； 2一 上 涨 体 ；3一 锥 块 ； 4-上 锥 体 ；5一 固 定 螺 钉 ； 6一 连 接 管 ；7一 连 杆 ； 8一 下 涨 体 ；9一 下 锥 体JUX型 固 定 式 造 斜 楔 第 五 节 定 向 钻 进三 、 造 斜 工 具3） 机 械 式 连 续 造 斜 器此 种 连 续 造 斜 器 又 称 无 楔 体 连 续 造 斜 器 。 它 利 用 专 门 机 构 产生 偏 斜 力 实 现 定 向 造 斜 。机 械 式 连 续 造 斜 器 由 导 向 （ 定 子 ） 和 造 斜 （ 转 子 ） 两 部 分 组 成 。工 作 时 造 斜 部 分 不 断 回 转 ， 而 导 向 部 分 则 一 面 定 位 于 某 一 方 向 ，不 产 生 角 位 移 ， 以 保 证 造 斜 部 分 朝 预 定 的 方 向 前 进 ； 另 一 方 面又 与 造 斜 部 分 一 起 沿 钻 孔 轴 线 向 下 滑 移 。 第 五 节 定 向 钻 进三 、 造 斜 工 具 偏 心 钻 具 第 五 节 定 向 钻 进三 、 造 斜 工 具 偏 心 钻 具 第 五 节 定 向 钻 进三 、 造 斜 工 具 偏 心 钻 具 第 五 节 定 向 钻 进四 、 定 向 钻 孔 施 工 工 艺1、 建 立 人 工 孔 底施 工 单 底 受 控 定 向 孔 时 ， 通 常 造 斜 点 从 孔 底 开 始 ， 在 下 造 斜 楔造 斜 或 用 连 续 造 斜 器 钻 具 直 接 造 斜 之 前 ， 必 须 清 理 孔 底 。 清 理孔 底 的 目 的 在 于 去 除 孔 底 残 留 岩 心 ， 排 净 孔 底 堆 积 的 岩 粉 和 钻粉 ， 磨 平 孔 底 和 修 整 孔 底 附 近 的 孔 壁 ， 以 利 下 入 造 斜 楔 并 将 其牢 固 地 固 定 在 孔 底 。 第 五 节 定 向 钻 进四 、 定 向 钻 孔 施 工 工 艺1、 建 立 人 工 孔 底施 工 多 孔 底 受 控 定 向 孔 时 ， 分 枝 点 往 往 选 择 在 主 孔 中 部 ， 在 这种 情 况 下 ， 事 先 必 须 “ 架 桥 ” ， 建 立 人 工 孔 底 。常 用 的 “ 架 桥 ” 方 法 有 两 种 ， 一 种 是 下 木 塞 堵 孔 ， 然 后 填 以 碎石 或 灌 注 水 泥 等 胶 结 材 料 ， 建 立 “ 水 泥 桥 ” ； 另 一 种 是 下 金 属塞 ， 建 立 “ 金 属 桥 ” 。 第 五 节 定 向 钻 进四 、 定 向 钻 孔 施 工 工 艺2、 定 向 下 造 斜 工 具这 是 最 关 键 的 工 序 ， 定 向 准 确 与 否 直 接 关 系 到 孔 身 延 伸 方 向 。将 组 合 好 的 造 斜 钻 具 下 到 预 定 孔 深 处 ， 用 定 向 仪 给 定 向 接 头或 弯 接 头 母 线 定 向 。 确 认 定 向 准 确 后 ， 连 续 造 斜 器 即 可 开 动钻 进 。 第 五 节 定 向 钻 进四 、 定 向 钻 孔 施 工 工 艺3、 造 斜 钻 进用 机 械 式 连 续 造 斜 器 进 行 造 斜 钻 进 时 ， 造 斜 器 下 到 孔 底 ， 大泵 量 冲 孔 后 ， 应 先 加 压 （ 约 为 钻 头 所 需 压 力 的 70 左 右 ） ，然 后 开 车 慢 转 钻 进 ， 约 5min后 ， 再 用 较 大 压 力 、 泵 量 和 中 等转 速 的 正 常 规 程 钻 进 。 第 五 节 定 向 钻 进四 、 定 向 钻 孔 施 工 工 艺 造 斜 之 后 ， 转 入 普 通 方 法 钻 进 之 前 ， 必 须 修 整 人 工 弯 曲孔 段 的 孔 壁 ， 用 专 门 钻 具 扩 扫 钻 孔 ， 以 便 以 后 稳 斜 钻 进 的 钻具 能 顺 利 通 过 。 造 斜 之 后 应 进 行 测 斜 。 如 果 造 斜 钻 进 后 孔 身 急 剧 偏 离 原定 方 向 ， 可 灌 注 水 泥 ， 然 后 用 长 粗 径 钻 具 （ 3.5-5m） 钻 进 ，使 孔 身 回 到 原 来 方 向 。 然 后 重 新 造 斜 。