定向钻进原理与应用.ppt

*中国地质大学勘查教研室第一节定向测量原理及安装角计算1、当偏心楔工具面向与原钻孔倾斜方向的方向一致时：；新孔顶角增大，；新孔方位角不变，。2、当偏心楔工具面向与原钻孔倾斜方向的方向正相反时：；新孔顶角减小，；新孔方位角不变（或相反），（或）。*中国地质大学勘查教研室第一节定向测量原理及安装角计算3、当偏心楔工具面向在任意位置时建立坐标系，以为原点，为X轴，在圆平面内，垂直于为Y轴。该坐标系特点：空间点的Y轴坐标值在水平面上的投影，数值不变。（1）求点的Y坐标设则：*中国地质大学勘查教研室第一节定向测量原理及安装角计算（2）求点的Y坐标根据得：根据全弯曲角与的关系，得：根据与的投影关系，得：*中国地质大学勘查教研室第一节定向测量原理及安装角计算由上式经三角变换，得：当工具面向为任意位置（安装角为任意值）时，造斜钻进对钻孔的顶角、方位角均有影响，、同时变化。注意：图中的工具面向方位与新孔的方位角是不一样的。（只有垂直孔是一样的）。*中国地质大学勘查教研室第一节定向测量原理及安装角计算二、斜孔定向安装角的作图法求解由上图投影关系，。当较小时（），可以近似认为，则可以利用其在水平面上的投影求解安装角（书中为30度）。投影原理：水平面角的两条边与原孔顶角和新孔的顶角成同样投影比例，水平面投影为圆，半径与偏心楔楔顶角为成同样比例。*中国地质大学勘查教研室第一节定向测量原理及安装角计算1、已知原孔顶角，原孔方位角为，偏心楔楔顶角为，造斜后所需新孔的方位角为，求安装角，造斜后新孔的顶角。（1）从某O点引ON指北方位线，分别以、作原孔方向线OC和新孔方向线OD。（2）在OC上按一定比例截取一点A，使OA的长就是按比例折算的。*中国地质大学勘查教研室第三节螺杆钻具其他部件2、径向扶正轴承造斜钻进时，钻头受岩层侧向支反力，径向扶正轴承对轴向传动轴起平衡扶正作用。径向扶正轴承的种类有：橡胶衬套或尼龙衬套、硬质合金衬套副（如图示）。*中国地质大学勘查教研室第三节螺杆钻具其他部件3、推力轴承作用：上推力轴承承受和传递水力冲力，下推力轴承传递钻压，同时，保证单动。种类：普通向心推力轴承、滚珠推力轴承、金刚石粉末轴承。（如图示）?????不同类型的径向轴承和推力轴承可以设计组合成不同性能特点的驱动轴。*中国地质大学勘查教研室第三节螺杆钻具其他部件四、与螺杆钻（孔底动力机）配合使用的造斜件单纯的螺杆钻具只是一种孔底动力机钻具，只具有回转钻进功能，如果没有相应的造斜件与之配合使用，它是没有造斜能力的（无提供侧向力或倾斜角装置）。目前，与螺杆钻具配合使用的造斜件主要有：弯钻杆、弯接头、弯外管、偏心块、液压可调式弯接头、组合式偏斜工具等。造斜件使螺杆钻具在孔内产生倾斜角（主要）、并由于弯曲角受孔径限制而产生侧向弯曲应力（次要）。*中国地质大学勘查教研室第三节螺杆钻具其他部件1、弯钻杆可由普通钻杆制成，与螺杆钻的组配如图示。使用弯钻杆造斜时，必须在弯钻杆上端连接一个定向接头（孔内定向用具），定向接头内有一定向键，定向键中心母线一般与钻杆弯曲方向一致（也可以不一致）。受孔径限制，弯钻杆的弯曲角一般为2.5~5o，否则，难于下入孔内。由于弯钻杆螺杆钻具的弯曲力臂长，钻杆本身的柔性大，所以，它的造斜强度很小，一般只适用于第三系、第四系地层。*中国地质大学勘查教研室第三节螺杆钻具其他部件2、弯接头在车床加工时，将接头一端的螺纹丝扣偏转一定角度（如图示），使之成为弯接头。弯接头与螺杆钻具的组配如图示。弯接头内本身设置有定向键，定向键中心母线与接头偏转方向一致，所以，用弯接头配合螺杆钻具造斜时，不需另配定向接头