第四章钻孔弯曲及测量全解

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 钻孔弯曲及其测量,hole deviation and surveying,第一节,钻孔的空间位置,第二节,钻孔弯曲的机理,第三节,钻孔弯曲的原因和规律性,第四节,钻孔弯曲的测量,实际钻孔轨迹偏离设计的钻孔轨迹，称为,钻孔弯曲,或,钻孔偏斜,hole deviation,。,规范规定，钻孔顶角最大允许弯曲度：,垂直孔不超过,2,0,/100m,；倾斜孔不超过,3,0,/100m,。,第一节 钻孔的空间位置,钻孔轴线在空间的位置称为,钻孔轨迹,。,钻孔轨迹可能是直线、曲线或直线和曲线混合。,钻探工程各类钻孔的特征通常是在空间用一条线,来描述，这条线代表钻孔轴线，是钻孔轴线的轨,迹线，轨迹线的空间形态代表钻孔的空间形态。,第一节 钻孔的空间位置,关于钻孔轴线的三种不同含意：,1,设计钻孔轴线,2,实际钻孔轴线,3,与实际近似的钻孔轴线,为了确定钻孔轴线的空间位置，一般是把,钻孔轴线置于空间三维直角坐标系中，当钻孔,孔口和轴线上其它点的三维坐标值确定后，钻,孔轴线的空间位置即确定。,第一节 钻孔的空间位置,直线,分垂直线、倾斜线和水平线；,曲线,分平面曲线和空间曲线。,在地质勘探中，常设计,直线型,和,平面曲线型,钻孔。,在钻探过程中，为了按钻孔设计轴线控制钻孔,轨迹以及绘制与实际近似的钻孔轴线，直接在孔内,测量孔口以下钻孔轴线上其它点的坐标值是极其困,难的。,根据测点的顶角、方位角、孔深三个几何参数，,即可用数学计算式算出各测点的三维坐标值。,第一节 钻孔的空间位置,钻孔的空间位置，一般采用三维空间坐标系。,坐标系的,原点,代表孔口，,x,轴代表南北方向，,y,轴代表东西方向，,z,轴代表铅直方向。,第一节 钻孔的空间位置,一、直线型钻孔,顶角,drift angle,是钻孔轴线与铅垂线之间的夹角。,0,0,垂直孔,90,0,水平孔,0,0,90,0,斜直孔,第一节 钻孔的空间位置,一、直线型钻孔,方位角,azimuth,是钻孔轴线的水平投影,与正北方向之间的夹角，从正北方向起按,顺时针方向计算。,方位角变化范围为,0,360,0,。,孔深,depth of hole,是指孔口到测点钻孔轴,线的长度。,第一节 钻孔的空间位置,一、直线型钻孔,钻孔轴线上任一点的坐标：,第一节 钻孔的空间位置,二、曲线型钻孔,对于曲线型钻孔来说，钻孔轨迹上的每一点,可能具有不同顶角和方位角。,钻孔轨迹上任一点的,顶角,应理解为该点钻孔轴线的,切线与铅垂线的夹角 ；,方位角,则是该点钻孔轴线,切线的水平投影与正北方,向的夹角，从正北方向起,按顺时针方向计算。,第一节 钻孔的空间位置,二、曲线型钻孔,1,、,变化，,也变化,孔身轴线为空间曲线。,特例：,倾斜平面内曲线,。,第一节 钻孔的空间位置,二、曲线型钻孔,、,变化，,不变化,孔身轴线为平面曲线,垂直平面内曲线,第一节 钻孔的空间位置,二、曲线型钻孔,、,不变，,变化,孔身轴线为螺旋线。,特例：,水平平面内曲线,。,第一节 钻孔的空间位置,二、曲线型钻孔,、,不变，,不变,孔身轴线为直线,。,第一节 钻孔的空间位置,二、曲线型钻孔,钻孔轴线上任一点的坐标：,第一节 钻孔的空间位置,三、钻孔轨迹弯强,顶角弯强,drift deviation intensity,：,单位孔身长度的顶角变化。,第一节 钻孔的空间位置,三、钻孔轨迹弯强,方位角弯强,deviation intensity of azimuth,：,单位孔身长度的方位角变化。,第一节 钻孔的空间位置,三、钻孔轨迹弯强,全弯强,total deviation intensity,：,单位孔身长度的全角变化。,第二节钻孔弯曲的机理,产生钻孔弯曲必要而充分的条件是：,存在孔壁间隙，为粗径钻具提供偏倒,(,或弯曲,),的空间；,具备倾倒,(,或弯曲,),的力，为粗径钻具轴线偏离钻孔轴线提供动力；,粗径钻具倾斜面方向稳定。,第三节钻孔弯曲的原因和规律性,一、地质因素,岩石各向异性,软硬互层,二、技术因素,设备安装,钻具结构,三、工艺因素,钻进方法,钻进规程参数,钻杆柱工作状态,松散、溶洞地层,第四节钻孔弯曲的测量,一、顶角测量原理,(1),液面水平原理,(2),重锤原理,二、方位角测量原理,(1),地磁场定向原理,(2),地面定向原理,