岩土钻掘程学第八章.ppt

* 中国地质大学勘查与基础工程系 486m S9-P1井 S-5井 芒硝 江苏开采芒硝的两井之间在2629m处连通。 MWD用于对接井采矿举例 * 中国地质大学勘查与基础工程系 电磁波随钻测量（MWD）系统 * 中国地质大学勘查与基础工程系 简介定向井和随钻测量技术在油田的应用 * 中国地质大学勘查与基础工程系 四、测斜数据处理 1. 测斜误差的产生与消除 测斜目的是求得测点处钻孔顶角与方位的真值。但只能以某种精度逼近。允许误差：顶角±0.5~1°方位角±4~5°。 系统误差是仪器本身或测斜方法不正确造成的，服从一定规律。如：零漂和温漂，仪器轴线与钻孔轴线不一致。 随机误差是多因素综合影响的结果，多次重复测量的随机误差服从正态分布。 缓慢误差是电子元件老化和机械零件内应力变化引起的。 疏忽误差是一种显然与事实不符的误差，主要由操作者粗枝大叶或偶然的外界干扰引起的。 第三节 钻孔弯曲的测量仪器与数据处理 * 中国地质大学勘查与基础工程系 2. 在测斜数据的基础上绘制钻孔轨迹 钻孔测斜并非连续测量，每隔25m一个点，轨迹是折线。 通常用均角全距法进行计算，即把每一段测斜间距的两组测斜数据的平均值作为该孔段的顶角和方位角值。 在计算机已普及的今天，可按式（10-16）快速求出各测点的三维坐标，并绘出钻孔轨迹的垂直和水平投影图。 第三节 钻孔弯曲的测量仪器与数据处理 * 中国地质大学勘查与基础工程系 3.建立矿区（施工区）孔斜规律数学模型 在孔斜规律明显的矿区设计自然定向孔是解决孔斜问题的有效途径；如果已知矿区孔斜规律便可预测下一个（批）钻孔的弯曲趋势。 第三节 钻孔弯曲的测量仪器与数据处理 * 中国地质大学勘查与基础工程系 第四节 钻孔弯曲的预防与纠正 一、钻孔弯曲的预防 1. 在设计钻孔时应考虑预防钻孔弯曲 1.1 按照地层条件设计钻孔 布置钻孔时，尽量使钻孔垂直于岩层层面及岩层走向； 松软、破碎、厚覆盖层、裂隙及溶洞地层应尽量设计垂直孔。 1.2 按钻孔弯曲规律设计钻孔 孔斜规律明显、岩层倾角大、无法垂直钻孔的地层，应利用地层的自然弯曲规律，辅以人工控制弯曲措施，设计“初级定向孔”。 * 中国地质大学勘查与基础工程系 第五节 钻孔弯曲的预防与纠正 若弯曲规律是方位稳定而顶角偏离，有如下几种设计方法： (1)沿勘探线平移法 由o’点开孔打不到靶点a，可在勘探线上后移孔位。过a点引bo’的平行线，与地面交于点o即为后移的孔位。 * 中国地质大学勘查与基础工程系 第五节 钻孔弯曲的预防与纠正 (2)增大开孔倾角法 当移动孔位受到地形限制，而按原设计又无法钻至预定靶点时，可根据倾角弯曲规律，用增大开孔倾角的方法钻进，γ1是调整后的开孔倾角。 若已知钻孔弯曲规律是顶角基本稳定而方位角变化较大时，应按方位角变化规律调整钻孔设计。 * 中国地质大学勘查与基础工程系 第五节 钻孔弯曲的预防与纠正 2. 保证安装质量，把好换径关 安装地基要平整、坚实、稳固。 钻机立轴倾角方向符合设计要求，“三点一线”。 孔口管固定牢，方位和倾角符合设计要求。 粗径钻具要直，长度要逐渐加长至10m左右。 换径带导向的综合式异径钻具。 3. 采用合理的钻具结构 钟摆钻具、偏重钻具和满眼钻具等形式的组合钻具对防止和纠正钻井弯曲有明显的效果。 * 中国地质大学勘查与基础工程系 第五节 钻孔弯曲的预防与纠正 3.1 钟摆钻具 钟摆力（减斜）Fd为： 可看出，当钻孔顶角一定时增大减斜力的途径：加大切点以下钻具质量，选用厚壁钻铤；在略高于切点的位置上装一扶正器，提高切点的位置，或增大切点以下钻 铤长度来增大钻具质量。此外，采用扶正器还可减小下 部钻具的倾斜角和增斜力，从而进一步加大钻具的防斜能力。 * 中国地质大学勘查与基础工程系 第五节 钻孔弯曲的预防与纠正 3.2 偏重钻具 在普通钻铤的一侧钻一排浅窝造成偏重，回转时产生离心力。 偏重钻铤防斜宜用高转速。偏重钻铤尽量接近钻头，钻铤的减重部分距轴线尽可能远。 钻铤重边和轻边的质量差为钻铤总重0.5％~5％，偏重钻铤一般9m左右就能起到良好的纠斜作用。 * 中国地质大学勘查与基础工程系 第五节 钻孔弯曲的预防与纠正 3.3 满眼钻具 满眼钻具由3~5个与钻头直径相近的扶正器和外径较大的钻铤组成，可以增大钻具的刚度减小钻头倾斜角，保持钻具在孔内居中，能限制由于钻柱弯曲而产生的增斜力。 使用满眼钻具时，要注意计算扶正器的安装位置，并经常检查扶正器的磨损情况，一般应保证扶正器与孔壁的间隙小于1mm发挥“满眼”的作用。 满眼钻具用于垂孔钻进时，虽然可以消除或限制工艺因素对孔斜的影响，削弱地