存储式随钻测斜仪的研制

针对目前广泛使用的全方位钻孔测斜仪测量钻孔轨迹存在工序复杂、工作量大的问题,研制了存储式随钻测斜仪。该仪器主要由孔口监视器和测量探管两部分组成,可用于煤矿井下水平钻孔或定向钻孔无缆式随钻测斜,随钻测量并记录钻进方向的倾角、方位角;监视器在孔口与探管同步工作并记录钻孔深度;终孔后,监视器显示钻孔三维轨迹图。      

地质超深钻孔自寻北陀螺测斜仪研制

阐述了解决在高达280℃高温、孔深8000 m环境的地质超深钻孔自寻北陀螺测斜的技术问题。采用新型低功耗耐高温电子元件集成电路、隔热保温材料,利用高温焊接技术、密封技术、隔热保温技术及自寻北陀螺测斜技术,研制在高温、高压钻孔环境中既能保证质量又能保证安全的钻孔测斜仪以及研究相应的测斜工艺技术方法。     

JXT-247型陀螺测斜仪使用效果

本队所在矿区为磁铁矿，钻孔深度多为200—400米。自一九七九年六月开始，采用北京地质仪器厂生产的JXT-247型陀螺测斜仪（外径47毫米）测孔斜，至七九年底，我们使用该测斜仪共测孔17个，计4806米。本矿区所施工钻孔均为斜孔。在钻孔施工过程中，每进尺50米测斜一次。个别钻孔在设计顶角较小且开孔地层松软的情况下，开孔后测斜更要频繁些。因此，测斜工作基本上做到边进尺、边测斜、不断提供孔斜数据，以便按照地质要求的弯曲度正常钻进。     

GRY-1型超高温干热岩地层钻孔测斜仪研制及应用

干热岩地层钻孔测斜技术是干热岩勘探和开发不可缺少的关键技术,然而现阶段地勘钻孔测斜技术已不能满足干热岩地层的钻孔测斜要求。其中孔底的高温高压是核心问题。为此,设计承压探管加无磁保温瓶的双层外管结构,采用先进的硬磁校准方法、选用耐高温元件、采用低功耗电路设计,研制了GRY-1型干热岩地层钻孔测斜仪,以满足高达280 ℃高温、孔深3000 m的超高温干热岩地层钻孔轨迹测量的要求。通过试验应用,证明其在干热岩地层中具有良好的适用性,可助力干热岩资源的勘探和开发。     

对PC-1501微机绘制钻孔轴线立体图程序的改进

当我读了《探矿工程》1987年第1期刊登的李粤南同志的《应用PC-1501计算机绘制钻孔轴线立体图》一文后，我队进行了应用。我们在使用过程中，作了如下改进。现将改进部分介绍如下：1．对测斜数据的处理将原来程序主程序中放入DATA语句中的钻孔坐标数据改为测斜数据，即改为测点孔深、顶角、方位角。然后通过赋值语句，对测斜数据采用均角全距法进行处理，把使测斜数据转换为钻孔空间坐标值的工作由计算机直接完成。     

动力调谐陀螺钻孔测斜仪的开发与应用

动力调谐陀螺钻孔测斜仪是一种新型精密测斜系统,它利用惯性导航技术来进行钻孔测量,该系统可以自动寻北,各测点之间数据没有关联,消除了以往陀螺测斜仪的累计误差,提高了钻孔测斜精度,适用于在有磁干扰的钻孔、钻杆和套管内进行轨迹测量.介绍了动力调谐陀螺钻孔测斜仪的构成、测量原理、特点及应用情况等.     

钻探方法确定岩体结构面产状

在许多地下工程中,均需确定岩体结构面产状。文章阐述了确定岩体结构面产状的两类方法及其主要特点。岩芯定向方法需专门的仪器设备,成本较高,工序多;钻探直接计算方法,属常规方法钻探,故成本低,但需要3个钻孔测斜资料。文章提出了采用立体解析几何法,依据3点钻孔测斜资料、岩芯层面角,确定岩体结构面产状的方法。该方法分为两种情况:①3点测斜资料——钻孔顶角和方位角不完全相同情况下,3点测斜资料取自1孔、2孔或3个钻孔均可以,可以采用2个向量的数量积方法确定岩石结构面产状;①来自3孔的3点测斜资料——钻孔顶角和方位角完全相同情况下,可以采用两个向量的向量积方法确定岩石结构面产状。该方法准确,简单、成本低、适用性强。进一步完善并发展了以往确定岩石结构面产状的方法。此方法得到了很好的验证。     

两种不起钻测斜接头

在一般地层的钻孔内仍用玻璃管氢氟酸刻印测斜，以检验钻孔的弯曲度。以往每当钻孔需要测斜时都是将测斜工具专程送入孔内，待玻璃管刻印后，起钻取出工具。当孔深超过400米时，每起、下一次钻具至少需要1—2小时，而且消耗动力设备和人力。我们根据氢氟酸和水在容器中不断摇动不能刻印的特点，设计制做了两种不起钻测斜接头，一种供大口径合金和钢粒钻进使用；一种供小口径金刚石钻进使用。此种接头的功用是：当钻孔需测斜时，把接头接入钻具一起下到孔底，稍停，待玻璃管刻印后，不需起钻，便可以随即进行钻进，待打完一个回次再行     

钻孔防斜原理

在目前机械岩芯钻探技术装备还未实现随钻随测(测钻孔的顶角、方位角、实际深度)和按设计钻孔轴心线自动控制钻孔实际轴心线的情况下,施工直孔或斜直孔或定向孔时,认真研究藉用孔底钻具的合理结构形式获得增斜、稳斜、减斜的效果,控制钻孔弯曲度,使钻孔轴心线达到设计要求,是一项重要的工作.     

测量钻孔弯曲度的经验和对钻孔弯曲规律的探讨

我局第二队某矿区,由于过去使用的测斜仪器和测斜方法不够适当,以致长时间内没有解决钻孔弯曲度的测量问题,从而也就无法了解钻孔弯曲的真实情况和摸清钻孔弯曲的规律,以提出控制孔斜和防止孔斜的技术措施。经过最近一年多的工作,现已初步的掌握了一些方法,弄清了一些规律,取得了一定的成效。     

矿井全方位钻孔测斜仪的数值计算与误差校正

本文论述了矿井全方位钻孔测斜仪的测量原理，数值计算方法和误差分析校正     

深孔无缆测井系统的研究

从单片机技术的应用、深度测量、测斜仪数值计算与误差校正，无缆测井资料的数据处理等几个方面，论述了深孔无缆测井系统的研究。     

基于数值计算的测斜仪监测误差分析

测斜仪在边坡深部位移监测中应用比较广泛,但其监测结果存在一定误差。已有测斜仪监测误差研究多是针对系统误差进行,缺少针对测斜仪监测数据计算原理引起的误差进行的研究。基于测斜仪监测数据计算方法原理与数值分析中常微分方程Euler解法的一致性,讨论了造成测斜仪监测误差的原因。分析结果表明:测斜仪监测误差与测斜仪监测初始值、测量分段长度和位移变形曲线形状有关;测斜仪监测初始值变化将给监测带来误差;测斜仪测量段长与监测误差呈线性关系,误差随测量段长减小而变小;当位移变形曲线为直线时,误差为0;当位移变形曲线为单-凸曲线或凹曲线时,监测误差随曲线变形程度和孔口变形位移增大而变大;测斜仪位移变形监测误差为累积误差,孔口误差大于孔底误差。在使用测斜仪监测时,为了减少监测误差,建议将每次监测初始值设为固定值,并尽可能减少测量段长。     

煤矿井下随钻测斜仪误差联合校正方法

为降低煤矿井下随钻测斜仪随钻测量钻孔姿态角参数的误差，建立基于递推最小二乘的误差补偿数学模型，采用椭球拟合法、点积不变法和旋转平面拟合法的联合校正方法对随钻测斜仪进行误差补偿校正。对研发的随钻测斜仪进行数值仿真和双轴转台实验，用联合校正方法对实验数据进行误差补偿校正，校正前俯仰角和方位角的最大绝对误差分别为4.7°和5.1°，校正后为0.8°和0.9°，校正后测量精度满足随钻测斜仪要求。实验结果表明，该方法可以对煤矿井下随钻测斜仪进行有效的误差补偿校正。      

随钻测斜仪误差补偿实验研究

为消除测斜仪传感器因温度变化引起的温度漂移和降低安装误差,在随钻测斜仪的姿态数学模型及其产生误差原因分析的基础上,建立了基于最小二乘法的多项式拟合以及约束条件下多变量函数寻最优解的测斜仪温度漂移误差和安装误差补偿数学模型。通过ADXL345加速度传感器的温度误差补偿及安装误差校正的实验研究,结果表明,补偿后的测斜仪井斜角输出达到了较高的精度,满足了测斜仪的精度要求,表明建立的误差补偿数学模型正确,可应用于随钻测斜仪的误差补偿。      

双轴倾角传感器在钻孔测斜仪中测量算法的校正

将芬兰VTI公司生产的SCA100T双轴倾角传感器应用于钻孔测斜仪,其体积小,能提高倾角测量的稳定性和精度。双轴倾角传感器测量角度会引起算法校正问题,采用测得的标定数据得出倾角值的回归模型,测量倾角的实验结果和推算结果存在一定的误差,通过应用误差补偿方法来减小实际测量误差。理论分析和仿真计算表明,采用此法补偿后得到的均方差最大为0.15258,而没有补偿的结果最大均方差为4.81104。      

基于MEMS陀螺传感的测斜仪研制

针对目前矿井钻探的钻孔轨迹测量存在高温、高能耗问题,提出了间歇供电的无缆存储式测斜仪。硬件上采用MEMS陀螺仪和加速度传感器,软件上采用抗干扰、误差修正、温度补偿等校正措施。可用于地质灾害监测的成孔测量并记录方位角、倾角、工具面角、孔深等姿态参数。测量后,由上位机读出数据,显示轨迹图形。经仿真与模拟测试,该测斜仪具有功耗低、体积小、测量精度高、稳定性好等优点。      

JDF-1型井下地震计的设计与应用

为配合中国地震局"首都圈防震减灾示范区系统工程项目"项目的实施,笔者研制了JDF-1型力平衡式反馈拾震器井下地震计,介绍了仪器的主要技术指标、结构特点及在地震观测、工程振动测量中的应用。     

井中三分量磁测误差分析与精度提高方案

金属矿产勘查“攻深找盲”的开展,使得井中物探工作成为深部找矿的重要方法之一,尤其是井中三分量磁测在勘查磁铁矿等磁性矿产中发挥着较大的作用。但是由于目前井中三分量磁测系统测量精度较低,只能用于寻找磁性较强的矿床,在实际应用中受到一定的限制。为了提高测量精度,该文通过对现有实际测量数据的分析,找出影响系统误差与随机误差的因素,提出井中三分量磁测精度提高的实施方案。