非开挖导向钻进轨迹自动控制系统的研究

非开挖导向钻进技术以其施工速度快、适用范围广等优点，得到了广泛的应用。但在目前实际钻进中，对于钻孔轨迹的控制主要是依靠操作人员的经验进行判断，使得钻进速度和效率大大降低。本文通过建立钻孔轨迹的数学计算模型，并利用Visual Basic和AutoCAD实现了钻孔轨迹的可视化，同时将测得实际轨迹与预先设计轨迹在同一界面进行同点比较，纠正超出范围的误差，使钻进轨迹更好的接近设计轨迹，并能顺利穿越地下障碍物完成导向钻进过程。     

煤矿井下近水平随钻测量定向钻孔轨迹设计与计算方法

以定向钻进基础理论为依据,结合煤矿井下近水平随钻测量定向钻进技术特点,研究煤矿井下定向钻孔轨迹设计内容、计算方法及设计流程。通过定义钻孔轨迹基本参数,建立钻孔设计坐标系以及规定钻孔轨迹图形表示方法,形成一套包括钻孔轨迹平面设计、剖面设计及轨迹参数校核等关键环节的钻孔轨迹设计和计算方法。实践证明,该设计和计算方法满足了定向钻孔设计的精度要求,为定向钻孔施工起到了良好的指导作用。      

定向钻孔施工控制计算

定向钻孔施工阶段中，我们常会遇到当钻孔离靶点还有相当长的距离时，实际孔轴轨迹就已偏离了设计轨迹。怎样计算这一偏离造成的影响；怎样预测可能穿靶点；怎样选用合理的人工弯曲措施调整钻孔轨迹等等，均属控制计算问题。本文试图采用解析几何的方法，建立起靶区平面方程、直线孔段方程和圆弧孔段方程，然后求解它们的几何关系，如：钻孔与靶区的交点、实际轨迹与设计轨迹之间的夹角、可能穿靶点与设计靶点的距离等等。这样，可望提高定向孔施工中控制计算的精度和方便性。以利正确、有效地指导施工。     

我国钻孔弯曲测量技术的发展与展望

钻孔在地下空间的位置与形态，是根据地质、工程的要求进行设计的，其钻孔轴线，一般设计成空间直线型的垂直或倾斜孔，也有设计成空间曲线型的定向孔。无论何种线型，它们在地下空间都有一定的线型轨迹。在钻探施工中，由于地质和工艺等因素，其实际钻孔轴线，往往不同程度地偏离原设计钻孔轴线的轨迹，各个孔段出现顶角增大或减小和方位角增大或减小的现状，从而改变了原设计的轨迹和形态，这种现象就叫钻孔弯曲。运用不同的测量方法和测量仪器，测定出实际施工钻孔轴线在地下的空间座标位置，确定其空间形态。这一实践过程就是钻孔弯曲测量，简称测     

钻孔随钻三维轨迹测量技术研究

煤矿井下钻孔施工中,在缺少控制钻孔轨迹偏移测量技术的情况下,施工钻孔轨迹与钻孔设计轨迹偏差较大,无法满足煤矿瓦斯抽采的设计需求。阐述了随钻钻孔三维轨迹测量技术,目的是通过对随钻三维轨迹测量技术的研究,精确控制瓦斯钻孔轨迹,解决瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题。钻孔随钻三维轨迹测量技术是通过对钻机开孔角度和钻孔轨迹的精确测量,使用三维轨迹成图方法显示。通过大量的数据采集与施工验证证明,该方法成为预抽钻孔煤层保安全、促生产过程中的重要环节,避免了钻孔设计及施工的盲目性,提高了抽采钻孔的利用率及施工速度。     

矿用电磁波随钻方位伽马测井系统的研究与实现

煤矿井下定向钻进是在螺杆马达和随钻测斜仪的配合下,按照预先设计轨迹进行钻进,不能根据实际的地层情况进行实时调整钻孔轨迹。矿用随钻方位伽马测井仪可实时测量地层放射性,实时依据地层放射性的变化判断钻孔轨迹是否在目的层中,为实时调整钻孔轨迹提供依据。从矿用电磁波随钻方位伽马测井系统（安标名称为YSDGC）的基本原理、关键技术设计、研制、试验设计等几个方面论述了该系统的研究与实现。该系统在煤矿井下的实际应用显示,系统在地层分界面处具有很好的方位伽马方位特性,为煤矿井下定向钻进根据地质情况调整钻进轨迹提供了依据。      

多功能定向钻探软件系统设计与开发

计算机软件辅助设计钻孔轨迹及其跟踪定位与监控是现代定向钻探工程和深部资源勘探发展的需要,针对地质勘探钻探工程特点和技术要求,多功能定向钻探软件开发以钻孔轨迹设计与分析监控为主,兼顾地质钻探工程技术成果生成,软件系统功能包括钻孔弯曲规律分析、钻孔轨迹坐标定位计算、初级定向钻孔设计、受控定向钻孔轨迹设计、三维空间钻孔轨迹动态演示和钻孔地质设计书生成、钻孔地质柱状图生成、钻探工程技术综合图生成,软件系统经实例验证并应用于工程实践。     

煤矿井下倾斜地层近水平定向钻孔造斜段轨迹设计

钻孔轨迹设计是煤矿井下近水平定向技术顺利实施的前提。在近水平地层中,该类钻孔轨迹设计一般采用二维方法,而在倾斜地层中二维设计方法存在造斜段钻孔穿出目标层的问题。基于此,对定向钻孔穿过岩层的真厚度计算方法进行了研究,提出了利用地层单位法向量计算穿层厚度的方法,并编制了Excel计算数据表,用于指导近水平定向钻孔造斜段轨迹设计。通过淮南潘四东煤矿太原组灰岩近水平定向钻孔造斜段施工的实际应用,验证了该计算方法的可靠性,较好地指导了工程施工,对类似工程问题具有一定指导意义。      

定向钻孔轨迹变化规律研究与动态设计方法

深部资源的勘探与开发离不开定向钻探,定向钻孔轨迹设计往往是成功实施的关键。定向钻孔设计首先必须科学研究定向钻孔轨迹变化规律。依据客观条件,合理选择模型,建立起函数关系,揭示出钻孔轨迹变化内在规律,提出了包含设计和检验于一体的动态跟踪设计方法。     

钻孔设计与轨迹动态监控系统研究

计算机辅助钻孔设计与轨迹监控是钻探工程信息化和数字化发展的必要条件,从理论上、技术上和方法上对计算机辅助设计技术在钻探工程中的应用展开进一步的研究十分必要。钻孔设计与轨迹动态监控系统以定向钻探工程钻孔轨迹控制参数设计和钻孔轨迹分析监控为主,同时包括钻孔轨迹二维图形和三维图形绘制、钻探工程综合技术图、钻孔地质设计书和钻孔地质柱状图等钻探工程技术文件的自动生成等模块功能,利用计算机强大的数据处理及计算、图形绘制及生成等功能,通过软件编程和数据录入,自动完成钻孔设计与轨迹监控。该系统软件不仅适用于定向钻探工程设计与过程监控,还可作为钻探工程电子档案和钻探工程数字化管理系统的组成部分。系统软件经过了野外实践验证,并达到了预期的应用效果。     

HDD铺管竣工管道轨迹曲线拟合方法

随着社会发展,工程施工中越来越要求文明施工,尤其在一些沿海城市,精确地控制导向钻孔轨迹的非开挖施工已经显示出了强大的生命力。由于非开挖施工的特殊性,验收工作成为了困扰性的问题．如何才能得知施工轨迹是不是和设计要求的轨迹一致,基于此本文提供了一种方法来检验非开挖施工轨迹是否合格。     

基坑开挖引起周围管线位移分析

为探讨深基坑开挖对周围管线位移的影响,明确管线位移轨迹模式,以南京江东软件城深基坑工程为背景,对管线位移实际监测数据进行分析。首先介绍该基坑工程的设计、施工和监测方案;在此基础上结合施工过程,分析周围4根管线竖向沉降和水平位移发展规律,并探讨二者之间的关系,揭示管线位移轨迹。由分析可知,竖向沉降先于水平位移发生,随基坑施工的开展,竖向和水平位移同步增大;在基坑第二道支撑施工后,竖向沉降出现平台,水平位移明显减小;地下室底板施工后,变形趋于稳定。距离基坑侧壁垂直距离较近的管线位移轨迹为三次多项式曲线,距离基坑侧壁较远的管线沿直线状向坑脚移动。     

双主卷扬配合“环形道活门机构”的快速提下钻系统

为了提高快速提升钻具更换钻具的能力,研制了SPT-600D型拖车钻机。该钻机配置了SPS-600型双卷扬钻机及“环形道活门机构”。试验及应用情况表明,双卷扬配合“环形道活门机构”能够快速提升钻具更换钻具,缩短钻井施工的时间,可实现水文水井施工优质、高效、快速的要求。     

导向强度实用计算方法与钻孔轨迹三维控制

通过分析影响导向钻进轨迹设计的主导因素,建立符合实际施工条件的导向强度计算公式,予以了试验和实际施工的验证,并藉此开发了三维轨迹设计系统。     

建立特殊条件下导向钻孔轨迹跟踪和控制的数学模型

建立了在特殊场地条件下,利用雷达探测仪对非开挖钻孔轨迹跟踪和控制的数学模型。在工程实践中,结合计算机技术,利用这个数学模型提供的方法,可以更有效地对非开挖导向钻孔轨迹进行跟踪和控制。      

基于MapGIS的巷道地质素描图绘制系统设计与实现

根据金属矿山地测数据管理业务需求,首先剖析了巷道地质素描图组成要素,设计了基于MapGIS的巷道地质素描图的绘制流程以及绘制系统的组成模块。巷道地质素描图组成要素主要由基本信息、地层信息、构造信息、水文地质信息、刻槽样轨信息与样品化验信息组成。巷道地质素描图绘制系统主要由数据管理、坐标转换、巷道素描图模板自动生成、组成要素绘制、矿岩类型与面状构造、刻槽样轨自动生成、自动注记、巷道综合地质素描图生成等8个模块组成。接着,采用面向对象的方法,分析组成巷道地质素描图空间实体对象及其实体对象之间的拓扑关系,建立了支持巷道地质素描图自动绘制的逻辑与空间数据模型。最后,基于MapGIS平台及其组件式开发技术,实现了巷道地质素描图绘制系统,绘制了上海宝钢集团梅山铁矿巷道地质素描图,取得了良好效果,为矿山地质图件的信息化建设提供了应用的依据和实践经验。     

地磁台站建设中磁测异常现象分析

地磁台建设磁性跟踪测试工作很重要,本文通过对跟踪磁测中发现一个异常现象的分析,计算了不同重量、距离的铁磁性物质对磁房建筑场地磁场的影响,讨论了排除施工现场磁性干扰的一些办法,并得出各种重量铁磁性物质与磁房建筑物的安全距离。     

河南桐柏采碱对接井施工技术

结合河南桐柏采碱对接连通井的施工实例，较详细介绍了采碱对接井的设计、轨迹控制、固井、压井等施工技术，对采碱对接井施工中遇到的问题和解决措施进行了阐述。对水熔性采矿对接井施工有借鉴意义。     

基坑开挖对下卧运营地铁隧道影响的数值分析与变形控制研究

以紧邻已运营天津地铁1号线既有隧道箱体上方的西青道下沉隧道基坑工程为背景,结合现场实测数据,采用ABAQUS软件对基坑的实际施工过程进行动态模拟。在此基础上分析既有隧道箱体两侧的土体加固、浇筑底板与抗浮桩形成“保护箍”以及堆载回压等措施对既有箱体轨道的影响及其有效性,指出有针对性地综合采用上述保护措施,能够及时有效地控制既有箱体轨道上抬,保证地铁的安全运营,并进一步研究了不同加固参数对既有箱体轨道变形的影响规律,结果表明：提高各加固参数能减小箱体轨道上抬及变形缝处的箱体间差异变形,但其加固效果却随着参数的增加而减弱,存在着一个合理的参数范围,为施工设计的优化提供依据。     

非开挖导向强度分析及其在电力铺管设计中的应用

全面分析了非开挖铺管导向钻进轨迹设计的主要决定因素;合理地剖析了钻遇地层的性质及其它施工条件对导向强度的影响;提出导向强度的计算方法,更科学、准确地设计出导向孔轨迹,并应用到实际电力管道铺设导向孔三维轨迹设计中。