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。     

对防治孔斜的一点认识

钻探施工时钻孔都会发生程度不同的弯曲.在防治孔斜,制定钻孔设计方案时,钻探人员要和地质人员紧密配合,认真研究地层情况,分析钻孔弯曲规律,以防为主,防治结合.我队施工的钻孔多用钢粒钻进.造成孔斜的主要原因是粗径钻具与孔壁之间的环状间隙过大.因此,粗径钻具越短、越弯,钻孔弯曲越大.另外,在地层软硬不均的情况下,施加的轴心压力不适当也会造成孔斜.针对这些问题,我队采取防治孔斜的主要方法是尽量缩小粗径钻具与孔壁之间隙.     

论定向钻孔施工工艺

初级定向钻孔孔身剖面形状多为J 型,主要用地层促斜规律进行人工控斜,辅以人工定向造斜,达到施工目的。此外,还有直线型斜孔,S 型、多分枝定向和水平井等。这类钻孔地质(工程)设计要求中靶精度高,有的钻孔轴线在空间位置的变化受到约束,必须以人工定向造斜为主,同时利用地层促斜规律进行人工控斜,并需采取相应的钻进工艺等综合措施,才能达到施工目的。因此钻孔孔身剖面的设计要经过选型和精确计算,采用专门的造斜机具、定向测斜仪、控斜钻具及其独特的钻进方法。目前,我国在设计施工水平井、全方位多分枝孔、丛式S 形定向注浆孔等方面已垮入国际先进行列。~*     

斜交测斜法在定向导斜中的应用

我队在云南某铜矿区施工600米以上的深孔时,孔斜较严重,我们除采取相应的措施以防斜为主外,并系统总结了该矿区已施工钻孔的弯曲规律,利用规律,将斜就斜进行施工,基本上保证了地质设计要求.但是,个别钻孔弯曲严重,虽采取多种防、治措施,仍难控制.为此,组织了由领导、工人、技术人员三结合的攻关小组,研究用孔底定向导斜来纠正孔斜的方法.经过群众与专业队伍相结合的反复讨论,确定了一种方案后,先进行地面模型试验,肯定这种方案是可行的.又用包氏仪校正台作为模拟仪,进行了精确的模拟试验,确定了有关的技术参数.据此试制出专用仪器和上下定向装置.先后在两个钻孔进行了三次定向导斜试验.实践表明,此法完全可以控制钻孔方位;根据需要,也可以导出比较理想的钻孔倾角.     

小口径钻进孔斜分析与预防

随着小口径钻进的普及,小口径孔斜已成为一个急待解决的技术问题。小口径孔斜与大口径孔斜规律相似,主要原因都是由于地层软硬互层频繁,岩层倾角大,造成钻孔上漂或下垂。如图1所示。     

江西城门山矿区ZKJ4-10孔螺杆定向纠斜技术

江西省九江县城门山矿区补充勘查项目设计钻孔多为超斜孔,钻孔弯曲度要求高,施工难度大。该矿区多个钻孔都面临着纠斜的难题。本文结合矿区深孔ZKJ4-10孔定向纠斜实例,详细介绍了螺杆钻定向纠斜技术的工作原理、配套设备、操作方法及注意事项。通过矿区钻孔纠斜效果,总结了该技术的优点及不足,为今后地质深孔定向纠斜施工提供了借鉴。     

浅析大吨位、超长孔深锚索钻孔孔斜控制

在大吨位、超长孔深锚索支护施工中,钻孔孔斜控制对预应力锚索锚固效果有着较大的影响,在分析了造孔孔斜成因的基础上提出了大孔深锚索钻孔孔斜的预防和控制处理措施。     

锦屏磷矿东山矿区钻探施工方法

我队七五年在锦屏磷矿东山矿区进行补充勘探时，钻孔弯曲度大大超过规范要求。当时虽在防斜治斜方面做了一些工作，但都没有从根本上解决孔斜问题。近两年来，在地质与探矿的密切配合下，根据矿区的地质构造和钻孔弯曲规律，采用“离线移孔”的施工方法，收到了一定效果。现简介如下。     

深孔勘察中强自然造斜地层的防斜纠斜工艺技术措施

在强自然造斜地层的深孔勘察施工中，孔斜问题一直是影响钻孔质量和勘察成果质量的重要因素。以穿越恒山山脉铁路隧道深孔勘察为例，介绍了在自然造斜严重的片麻岩地层中采用有效钻孔防斜措施和螺杆钻具纠斜方法，保证了勘察钻孔的质量。     

孙家庄铁矿初级定向钻进及防斜措施

介绍了山西省原平市孙家庄铁矿矿区的地层概况和矿体特征,收集汇总了该矿区的前期钻孔数据资料和存在的孔斜问题,对该矿区的钻孔孔斜情况及原因进行了分析,总结了该矿区的钻孔孔斜变化规律及特点,对钻探施工中的钻孔结构、钻具级配、套管选用、初级定向钻进方法及防斜措施进行了详细的介绍,并用钻探施工效果证明了采用的初级定向钻进方法和采取的防斜措施是可行和合理的。     

CX—56型高精度定向仪

是由CX-56型测斜仪改制而成的单点定向仪。敏感元件为气泡式玻璃质球缺。它依据水泡永恒趋上的规律,借助参照线,将反映钻孔孔斜参数的气泡,通过光-电-光转换显示在地面显示屏上,以确定孔内造斜工具母线的方向,从而实现钻孔造斜定向。经过现场生产试验,解决了小顶角钻孔定向问题,定向纠斜成功率达100%。      

南岭科学钻探NLSD-1孔防斜及纠斜技术

南岭科学钻探NLSD-1孔位于赣南地区、武夷北东向构造带和南岭东西向构造带的交汇位置,钻遇岩层层理、板理、构造裂隙及劈理发育,钻孔内软硬互层、破碎带频繁出现,多处岩浆岩侵入,地质因素造成钻孔自然弯曲严重。为保证钻孔垂直度,采用了绳索取心式液动锤钻进、塔式绳索取心钻具钻进,以预防钻孔偏斜。遇强促斜地层,钻孔防斜技术工艺无法控制孔斜时,则采用定向钻进技术进行钻孔纠斜及侧钻,以达到人工干预钻孔轨迹的目的。经分析和研究,所采用的钻孔防斜和纠斜技术在深孔复杂、强促斜地层具有显著的防斜保直效果。     

黑龙江嫩江县银多金属矿45°斜孔钻探施工技术

在黑龙江省嫩江县二道坎村开展银多金属矿普查工作中使用MP-1000型便携式钻机进行了45°斜孔施工,该钻机占地小,搬迁方便,适合斜孔施工。针对斜孔施工中出现的钻孔漏失、坍塌掉块、钻孔偏斜的问题,通过采用改性刚性水泥堵漏剂对钻孔漏失段进行封堵,取得了良好的封堵效果;选用合适护壁性能的冲洗液减少了钻孔坍塌掉块;为防止孔斜,采用锚杆固定的方式稳固钻机,钻进过程中使用高胎体钻头,减少起下钻次数,避免掉块挤压钻具引起孔斜。通过选择合适的冲洗液以及不断优化施工工艺,45°斜孔施工取得了良好的效果。     

极等间距网在钻迹成图及孔斜规律分析中的应用

钻孔轨迹图在分析和处理钻孔偏斜问题中起着非常重要的作用。极等间距网因具有较高的工程精度、直观性和准三维特性,既可用来描述和绘制钻孔偏斜轨迹图,也可为分析钻孔偏斜规律等问题提供详实的图形信息。以某铁矿帷幕灌浆部分试验孔的测斜数据为例,介绍了极等间距网在钻孔轨迹成图和钻孔偏斜规律分析中的初步应用。     

广东京村金矿大角度斜孔钻进工艺实践

根据广东省德庆县京村金矿地层、矿体特征,为达到找矿、控矿的目的,地质钻孔多设计为大角度斜孔,施工中存在着钻孔弯曲度超差的问题。通过收集汇总该矿区前期钻孔数据资料,总结了钻孔孔斜变化规律及特点,综合运用了初级定向钻进技术及“一基多孔”施工方法,施工效果好,钻孔质量优良,钻探效率大幅提高,施工成本显著降低。文章重点介绍了初级定向钻进设计及钻进过程中钻孔弯曲度控制的方法,针对施工中遇到的问题提出了解决方案,总结了大角度斜孔施工的几点体会和认识。     

半周期自修正防弯钻具在易斜地层中的应用

对于司家营铁矿岩层结构完整、岩石可钻性高的特点,施工中深孔岩心钻探勘查,控制钻孔弯曲度超差属于钻探技术难题,更是确保钻孔质量的关键,自2009年施工至今已施工中深孔30个左右,其中三分之二的钻孔因孔斜超差严重均被降级使用,使得地质技术人员头痛,更让钻探技术人员棘手。在钻探施工过程中,曾因个别钻孔发生孔内事故,采取螺杆造斜和下偏心楔子造斜绕过事故钻具均未成功。地层岩石完整且硬,钻孔纠斜、造斜无法实现,解决中深孔钻孔弯曲超差,严重成为该矿区亟待解决的技术难题,解决不好就严重影响该矿区“攻深找盲”目标的实现;2018年该矿区深部续作设计钻孔孔深1500 m,为避免类似影响钻孔质量现象发生,在采取常规的钻孔防斜技术措施以外,采用“S75 mm半周期自修正防弯钻具（XBZX）”试验解决司家营铁矿中深孔弯曲超差严重技术难题;通过同勘探线2015年施工钻孔比较,取得了一定效果,为解决司家营铁矿中深孔钻孔弯曲超差严重技术难题提供了技术保障,为同类型矿区施工中深孔防止钻孔弯曲超差提供实践经验和施工技术。     

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。     

开化黄山矿区钻孔偏斜规律研究及控制措施

在深部矿产资源勘查中,孔深＞500 m的钻孔越来越多,钻孔偏斜问题日显突出。根据浙江省开化黄山矿区萤石矿勘查钻孔测斜数据,对钻孔偏斜的原因从地质条件和施工工艺等方面进行了分析。认为钻孔偏斜有一定的规律可循：斜孔钻进特殊的车轮效应是引起钻孔方位向钻头自转方向偏斜的基本原因;特殊的地质构造和不当的施工工艺是造成钻孔偏斜异常出现的重要因素。因此,预防钻孔偏斜的措施必须从地质设计和钻探施工工艺2方面着手。     

关于防斜理论的一点商榷意见

在《煤田地质与勘探》1979年第4期刊登的《小口径防斜试验及防斜理论探论》一文中,孙宗颀等同志对钻孔防斜理论进行了深入的探讨,把引起孔斜的地层因素和钻探工艺技术因素归结为“孔底钻具偏离原来轴线方向是引起孔斜的必然条件”,提出“重视改进孔底钻具组的结构,使其轴线尽可能与钻孔轴线接近,在很大范围内可以改善孔斜状况”,作者的见解具有独到之处,他们为小口径及常规口径钻孔的防斜工作提出了方向。      

洛宁程家沟-沙沟银多金属矿中深斜孔钻探技术

洛宁程家沟-沙沟银多金属矿区矿床产状陡,矿体集中,钻探设计多为分支孔,钻孔中深、斜度大。如何要在保证效益的情况下确保钻孔质量成为关键技术。通过1550 m斜孔施工实例,介绍了矿区中深斜孔钻探工艺的选择及保证钻孔弯曲度的具体措施。