《岩土钻掘工程学——定向钻进》.pdf

钻孔弯曲与测量 本章主要内容 1、什么是钻孔弯曲 2、钻孔为什么会弯曲 2、钻孔为什么会弯曲 3、如何确知钻孔弯曲 3、如何确知钻孔弯曲 4、钻孔弯曲的防治 4、钻孔弯曲的防治 钻孔弯曲与测量 钻孔弯曲与测量 第一节 概 述 DeflectionLogging 钻进(井)工程施工中，由于自然和技术因素的影响，实际的钻 孔轨迹往往偏离设计轨迹。这种现象称为钻孔弯曲或钻孔偏 斜。 地质成果危害 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。 钻探施工危害 钻具在孔内弯曲变形严重，钻具与孔壁摩擦阻力增加，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。 其他方面的危害 水文水井钻探中，由于钻孔弯曲，可能会造成深井泵无法下入到钻孔 中，或引起深井泵的过早损坏。 在钻孔桩施工中，会引起桩基倾斜，影响桩基承载力。 钻孔弯曲与测量 钻孔弯曲与测量 第二节 钻孔空间位置要素 DeflectionLogging 要完全避免钻孔弯曲是很困难的。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。从钻探工艺与技术 角度出发，了解钻孔在地下空间的位置，研究钻弯曲的原因、机理 和规律性，从而采取相应的对策，进行防斜和纠斜。因此了解钻孔 在地下空间的位置是我们研究钻孔弯曲的第一步，这包括下面两个 方面的内容： 钻孔轨迹的基本要素 钻孔轨迹弯曲强度 钻孔弯曲与测量 钻孔弯曲与测量 一 钻孔轨迹的基本要素 DeflectionLogging 为了解钻孔轨迹在地下空间的位置，表征其空间形态，就必须了 解和控制钻孔轨迹要素。图中0代表开孔点，X轴代表南北，Y轴代表 东西，Z轴代表地下方向，0ABC是钻孔的空间轨迹。其基本要素包括： 顶角 钻孔轨迹上某点的顶角是该点的切线与 铅垂线之间的夹角，其余角称为钻孔倾 角。顶角变化的范围是0°～90° 方位角 钻孔轨迹上某点的方位角是该点的切线 在水平面上的投影与真北方向之间的夹 角，有磁方位和地理方位。0°～360° 对应的钻孔孔深 钻孔轨迹上某点的孔深是孔口到该点的钻孔轴线的长度 钻孔弯曲与测量 钻孔弯曲与测量 一 钻孔轨迹的基本要素 DeflectionLogging 利用钻孔轨迹的基本要素，可以计算出轨迹上每一点的空间坐标，如下右 图所示。假设钻孔轨迹为一斜直线，坐标系的原点为孔口，X轴取正北方 向，Y轴取正东方向，Z轴铅垂向下。根据钻孔各个深度上(即测点)的顶角 和方