岩土钻掘工程--第09章_钻孔弯曲与纠正
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罗盘上0º与180º连线及框 架上的偏重块都在框架的 垂直平分平面内(即钻孔弯 曲平面内)，偏重块与180º 线同侧。这样，在倾斜钻 孔中180º线必定指向钻孔 弯曲方向。此时0º线与磁 针指北方向的夹角就是钻 孔的磁方位角。
整理课件
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器
一二、、顶方角位测角量测原量理原理
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器 一二、、顶方角位测角量测原量理原理
123、、地地 陀磁面 螺定定向向原原理理
于外在利旋特陀外矩使此转在况环自空高螺 陀框 时 要用转性轴的下三陀，还螺架进身 间的速陀所来陀，承自内具 轴转行的相转螺旋螺产测框有 发轴 水螺在无由转互轴转定架进 生上 平马生量转空磨度轴垂上陀向转有 修动 倾达的方子间擦及直，高螺轴干 正性 斜原高定位内 正三支轴的的速进，，扰 ；理、 交轴撑动即因力而速轴角，方情旋是， 并陀陀向的体测内矩使此向特定的交螺螺时框 陀 要和。量性保轴，架螺进于 的 电自可钻磁持称性外转轴行一重机由用孔屏框轴 产 漂不作。点心具度架上 生 移于弯蔽变陀，重有。转有 漂 量磁曲情，螺该合三轴干 移 修性度况点 ， 个这仪转扰 ， 正与 使 方动力因。矿。下个的，
钻孔轴线上A点坐标
钻孔弯曲
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素
一二、钻孔轨迹的 弯基 曲本强要度素
指钻孔轨迹单位长度钻孔弯曲角度的变化
量，可用曲率k或弯强i表示。曲率的单位是 rad／m，弯强的单位是°/m。二者关系：
i k 3/2 6 π 5 0 .3 k 7
钻孔轨迹的弯曲强度可分为顶角弯曲强度、 方位角弯曲强度和全弯曲强度。
钻孔全弯强对于校核钻杆柱工作的安全性 和粗径钻具入孔的可通过性有实际意义。 也是设计定向钻孔轨迹的一个重要参数。
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器
防各孔与为段纠了上正随的钻时1顶基孔、掌角弯本握液曲参与测面素，控量即在制水钻：钻原平顶进孔理角中空原必、间理方须位位测（置角量氢的和钻氟变孔孔酸化深轨测，。迹斜预） 这一工作称2为、钻悬孔锤弯曲原度理测量简称测斜。
i γ B γ A /L B L A
钻孔弯曲
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素
一二、、钻钻孔孔轨轨迹迹的弯基曲本强要度素
如果某一孔段既有顶角又有方位角变化，
则产生全弯曲角γ, 钻孔轨迹上A、B两点 的全弯曲角γ可用下式计算：
γ cθ A o cθ B o s sθ s A i sn θ B i c n α o B α A ) s(
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器 一二、、顶方角位测角量测原量理原理
12、、地地磁面定定向向原原理理
tg tg cos
式中：α-定位与钻孔倾斜方向方位角差； ф-终点角；θ-测点处钻孔顶角。
该原理应用的具体方法有钻杆定向法、环 测定向法和陀螺惯性定向法。
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器
12、、地地磁面定定向向原原理理
在地面将定位方向传 到孔内各个测点。 取地面定位方向为OA， 其方位角为α0，钻孔弯 曲方向为OB，其方位角 为α1，∠AOB＝ α1α0。若令∠A′O′B′ ＝ф，则在钻孔横截面 上的ф角，即为终点角。
钻地 孔面 方场 位定 角向 示原 意理 图图
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
一二、、顶方角位测角量测原量理原理
123、、地地 陀磁面 螺定定向向原原理理
陀螺(top) ：指绕一个支点高速转动的刚体，通常 特指对称陀螺（一个质量均匀分布的、具有轴对称形 状的刚体，其几何对称轴就是它的自转轴）。大家小时 候都玩过的陀螺就是一例。陀螺一边自转，一边绕一个固定 轴旋转（一般是虚的），叫“旋进”(precession)，又 称回转效应(gyroscopic effect)。旋进要在一定的初始 条件和外力矩作用下产生，比如游戏陀螺快要“坏了” 时，还有旋转的硬币快要停下时，都是旋进的实例。 陀螺旋进是日常生活中常见的现象。
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器 一、顶角测量原理
1、液面水平原理（氢氟酸测斜）
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器 一、顶角测量原理
12、液悬面锤水原平理原理（氢氟酸测斜）
原理是利用地球重力场。
框架可绕a轴灵活转动，b轴与a轴垂直相交， 在b轴中点0悬挂一能灵活转动的弧形刻度盘， 刻度盘转动面与钻孔弯曲平面一致，刻度盘因 重力作用永远下垂。当仪器在垂直孔内时，刻 度盘上的0º正对准弧形竖板上的标线，即顶角为 0º；当仪器在倾斜孔内时，弧形竖板倾斜一个角 度，此角度就是钻孔顶角θ。
角把度2代0%表～测3点0％钻的孔氢轴氟线酸与注铅入垂长线度的为夹 10角0～；1该50角mm度内在径钻1孔5～弯2曲5m平m面的内玻。璃试管 中。注入量为试管长度的1／3左右。然 后，将盛有氢氟酸的玻璃试管装在特制 的接头内，用橡胶塞加以密封。用钻杆 将其下到孔内待测位置，静止停留15～ 25min后，提钻取出试管。由于氢氟酸对 玻璃的腐蚀作用，在试管上留有液面痕 迹。根据液面的高低，就可算出顶角。
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素
一、钻孔轨迹的基本要素
0代表开孔点， X轴代表南北，
O
方位角
N
X(N)
Y轴代表东西，
Z轴代表地下 Y(E)
深度，0ABC是
切线
切线投影
钻孔的空间轨
迹。其基本要 素包括：
顶角 Z(H)
倾角
钻孔弯曲
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素 一、钻孔轨迹的基本要素
地其质他成方果面危的害危：歪害曲矿体产状、打丢矿 体 对 精可或、 矿确能引遗 体程水会起漏的度文造深断评。水成井层价井深泵或、钻井的改 构变 造探泵过勘 的中无早探 判，法损网 断由下坏度 和于入。， 储钻到从 量孔钻而计弯孔影算响的曲中，， 与钻孔探在壁施摩钻工擦孔危阻害桩力：增施钻加工具，中在磨孔，损内加会弯剧引曲，变起钻形杆桩严折基重断倾，事钻斜故具增， 多影，响升桩降基钻具承困载难力，。钻进功耗增加和钻进速度下降
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及仪器 一二、、顶方角位测角量测原量理原理
1、地磁定向原理
地磁场定向原理是利用罗盘磁针 的指北特性或磁敏感元件(磁通门)确 定倾斜钻孔的方位角。测量时罗盘 必须处于水平状态，并且罗盘上0º 线必须指向钻孔弯曲方向。
罗盘转动轴应垂直于钻 孔弯曲平面，在其下部装 有重块，使罗盘保持水平。
钻孔弯曲
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素
一二、、钻钻孔孔轨轨迹迹的弯基曲本强要度素
顶角弯强：钻孔轴线单位长度上顶角的变化量
i θ θ B θ A / L B L A
方位角弯强：钻孔轴线单位长度的方位角变化量
i α α B α A / L B L A
全弯强：钻孔轴线单位长度的全角变化量
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素
一、钻孔轨迹的基本要素
孔口坐标Xo,Yo,Zo)
利用钻孔轨迹的基本要
素，可以计算出轨迹上
每一点的空间坐标。设
钻孔轨迹为一斜直线， 坐标系的原点为孔口，X 轴取正北、Y轴取正东方
向θ，—Z开轴孔铅顶垂角向；下α。—据开钻 孔顶的孔 测各角空点方深和间钻位度 方 坐孔角上 位 标轴；(角 计L线即A。 算—的测轨如孔长点迹下口度)的上：至。
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器
一、顶角测量原理
1、液面水平原理（氢氟酸测斜） 由于有毛细管的作用，试管形成 了蚀痕曲面。由此测出的顶角必须 校正，按下式可求出实际顶角：
θ=θ′+E
式中θ—钻孔的实际顶角，θ′ —玻璃 试管上实测顶角，E—校正角（为了避 免计算和校正上的麻烦，可以利用倾斜 仪来直接测定）。
钻孔的天顶角：轴线与铅垂线之
间的夹角(α)，变化0°～90°
钻
孔 要
钻孔倾角：轴线与水平面之 间的夹角(β)，与顶角互余 β
素
钻孔的方位角：轴线与投影 于水平面与正北之间的夹角， α
对有应磁的方钻位孔和孔地深理：方钻位孔。轨0°迹～上某点的孔深是
孔口3到60该°点的钻孔轴线的长度 整理课件
钻孔弯曲
钻掘工程学
Exploration Engineering
第九章 钻孔弯曲与纠正
授课内容
钻孔空间位置要素 钻孔弯曲的原因和规律 钻孔弯曲的测量及仪器 钻孔弯曲的预防和纠正 定向钻进
钻孔弯曲
概念
概念：钻进(井)工程施工中，由于自然和 技术因素影响，实际的钻孔轨迹往往偏离设 计轨迹。这种现象称为钻孔弯曲或钻孔偏斜。
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器 一二、、顶方角位测角量测原量理原理
1234、、地地 陀JD磁面 螺L定—定向1向型原原陀理理螺测斜仪
结一将测自部伺及等整流V提器的交探长装槽对位除器板内利盘角悬3孔固框它于陀 框 能 II陀 高 位向角一电是时服当摆相通机力进及锁的定不上装构轮顶动5顶可顶高锁及转II，组构电量由是服正组流、供；直流在卡（住，使卡处轴I在陀修锁锤测锤，倾定架装）端位，电接伺运向置带紧I计框I在矩动紧定锁螺 速围螺架孔还，仪用读和动轴轴2I管 腰 入 ， 准 置它1框未凸直自松可由轴主缆信框锁电反成0稳滤给用流电正 紧永机动到顶螺测量接无斜有的在。计此触服输很由电架框，，时向紧，8停房作绕电5，～，使使内包用器电数终架标轮到由开使电要 里 号 架 紧 动 向 。进最 形 保以 外。上远 推 松系 装压波仪以电，1框 外量 的 触 法面 方 中 陀 方 的 角 ， 电 过 重 自1刷 架 从 使 陀 母 ，止陀框陀两逆出，滑电，陀5此机14顶2支分 的 分 组 和 机 继动容探括以的位方点。下的保 杆 开及统 置1框顶 终 点 计内 位 央 螺 位 一 就 驱 机 程 要 由15II而 螺 线，5器和器将源驱护管下 的 保螺）并轮机使螺螺架II角21的侧时轴以V滑有撑34开 成 修 、 电、时II下极持 滑 ，由 ：5角 点 与 算。 电 装 房 电 端 认 动 的 中 电（ I使 差上两锁管有控工补式角，稳测整转动，通接陀全1陀轴 轴部 05I电重的 I一轮5管母部凸证2回用 针0； 的 正 两 器电，I能轴在端化紧在轮约接 可在位有内位至为极一陀如机原角相框位I9反滑过触螺部，回将轴档将压量流变陀分H1螺I外地制作偿测；继个锤上0机中测系套和感zI轴。转轮它到自松轴 方转5围上，继钻需8触减框计陀。计电是化组螺在理。应架置度1装陀底线，块探到不方I。交直交后面稳成螺续圆房0作端51I要，面和状原出，上带凸由开的部量统减限构向绕施轴使电4孔摆少：在的误架。螺仪刷方继线各定4,通由承 向，有永0上弧水在向螺这上流3流流，板压马分上有固部的有，管松滑移动轮，。带r是系。速位成相相此加轴倾电器锤地倾全测监态理钻顶一差在电器的位电圈轴向形行1过陀偏远此支 回与平定/对半和房开电电输和器达轮从时框最在钟下方定1着m由统由齿接的反，斜轴一位斜4的正一用处等斜面陀机轴夹角器，振时角组。7减螺心下处1外位向起部直陀套量测，、孔下一架低凸轴撑 转i滑内移时0压经出变提。位在、7通面两；两轮触回方陀回个n，计组面定较接锁速螺相角。，使动陀6的于端重0螺移5般点轮管置位为始是流凹确个以于轮为在 。的动间电顶伺，lH，仪面孔并度顶整流供过凸转。个下个以器向路转反使的成时内向机小点紧，外当就接电。螺方螺先时最钻，块zl上。置。，，。。。
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器
一二、、顶方角位测角量测原量理原理
123、、地地 陀磁面 螺定定向向原原理理
陀陀生螺螺活仪仪实的是例原运：理用骑：物自陀体行螺高车高速时速旋，回转轮转时子的，转回角得转动越轴量快具很越有大不守，易恒 倒性旋，，转因即轴为在 会车无 一轴外 直有力 稳一作 定股用指保情向持况一水下个平，方的它向力在的量宇性。宙质陀空 ，螺间 所仪将 制在指 造工向 作恒出时定来要的给方 定它向一， 仪个且 器力不。，会但使改它它变必快。需速转如旋得将转够陀起快螺来，悬，或挂一者起般惯来能量并达使 到其够每轴大分保(即钟持角数水动万平量转方要，向够可，大以在)。工地不作球然很转，长动只时影要间响一。下个然，很后陀小用螺的多轴力种将 方指矩法向，读地就取轴 会轴所 严所在 重指的 影示子 响的午到方面它向，的，并稳并有定自围性动绕。将子就数午像据面 我信作 们号往 可传复 以给摆 控动轻制易的系改特统变性。旋。在转利矿中用山车这建种轮设特转中性轴广可的泛以方用测向作定一定真样向北。仪方所器向以，。测提用量高这 井种定下原向控理及制制 设导成 置线的 在的仪 飞精器 机度称、，为飞减陀弹少螺中支罗的导盘陀线。螺复根仪测据是工这靠作个内量原部；理所在， 钻用提探它供中来的用保 动它持 力测方 ，定向 使孔， 其斜制保方造持位出高。来速的转仪动器。叫陀螺仪。
钻孔弯方曲位的角测测量原量理原包理括顶角测量原理 和 助 定电 深方缆 度位（来角12测控测、 、量绳制地 地）。原磁面或理场定，钻孔杆定向深将向原测测原理斜量理仪一般下只入是到借指
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器
一、顶角测量原理
1、液测面量顶水角平度原必理须（符氢合两氟个酸条测件斜：）该
钻孔弯曲
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素
避免钻孔弯曲:从钻探工艺与技术角度 出发，了解钻孔在地下空间的位置，研究 钻弯曲的原因、机理和规律性，从而采取 相应的对策，进行防斜和纠斜。
了解钻孔在地下空间的位置是研究钻孔
弯曲的第一步，包括钻孔轨迹的基本要 素和钻孔轨迹弯曲强度两个方面内容
钻孔弯曲
悬
锤
原
理
测
量
钻
孔
顶
角
示
整理课件
意
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器 一 二、顶方角位测角量 测原 量理 原理
根据定义，方位角的测量必须满足两个条
件：角度必须是钻孔轴线上某点的切线方向与
地北的夹角；该角度必须是水平面上的角度。
在无磁性干扰或干扰很小的孔段中，可利用 地磁场定向原理；在有磁屏蔽(如在套管内)或 磁干扰较大(如存在磁性矿体)的孔段中，因为 磁针失去定向能力，可用地面定向原理。
整理课件
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器
一二、、顶方角位测角量测原量理原理
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器 一二、、顶方角位测角量测原量理原理
123、、地地 陀磁面 螺定定向向原原理理
于外在利旋特陀外矩使此转在况环自空高螺 陀框 时 要用转性轴的下三陀，还螺架进身 间的速陀所来陀，承自内具 轴转行的相转螺旋螺产测框有 发轴 水螺在无由转互轴转定架进 生上 平马生量转空磨度轴垂上陀向转有 修动 倾达的方子间擦及直，高螺轴干 正性 斜原高定位内 正三支轴的的速进，，扰 ；理、 交轴撑动即因力而速轴角，方情旋是， 并陀陀向的体测内矩使此向特定的交螺螺时框 陀 要和。量性保轴，架螺进于 的 电自可钻磁持称性外转轴行一重机由用孔屏框轴 产 漂不作。点心具度架上 生 移于弯蔽变陀，重有。转有 漂 量磁曲情，螺该合三轴干 移 修性度况点 ， 个这仪转扰 ， 正与 使 方动力因。矿。下个的，
钻孔轴线上A点坐标
钻孔弯曲
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素
一二、钻孔轨迹的 弯基 曲本强要度素
指钻孔轨迹单位长度钻孔弯曲角度的变化
量，可用曲率k或弯强i表示。曲率的单位是 rad／m，弯强的单位是°/m。二者关系：
i k 3/2 6 π 5 0 .3 k 7
钻孔轨迹的弯曲强度可分为顶角弯曲强度、 方位角弯曲强度和全弯曲强度。
钻孔全弯强对于校核钻杆柱工作的安全性 和粗径钻具入孔的可通过性有实际意义。 也是设计定向钻孔轨迹的一个重要参数。
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器
防各孔与为段纠了上正随的钻时1顶基孔、掌角弯本握液曲参与测面素，控量即在制水钻：钻原平顶进孔理角中空原必、间理方须位位测（置角量氢的和钻氟变孔孔酸化深轨测，。迹斜预） 这一工作称2为、钻悬孔锤弯曲原度理测量简称测斜。
i γ B γ A /L B L A
钻孔弯曲
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素
一二、、钻钻孔孔轨轨迹迹的弯基曲本强要度素
如果某一孔段既有顶角又有方位角变化，
则产生全弯曲角γ, 钻孔轨迹上A、B两点 的全弯曲角γ可用下式计算：
γ cθ A o cθ B o s sθ s A i sn θ B i c n α o B α A ) s(
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器 一二、、顶方角位测角量测原量理原理
12、、地地磁面定定向向原原理理
tg tg cos
式中：α-定位与钻孔倾斜方向方位角差； ф-终点角；θ-测点处钻孔顶角。
该原理应用的具体方法有钻杆定向法、环 测定向法和陀螺惯性定向法。
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器
12、、地地磁面定定向向原原理理
在地面将定位方向传 到孔内各个测点。 取地面定位方向为OA， 其方位角为α0，钻孔弯 曲方向为OB，其方位角 为α1，∠AOB＝ α1α0。若令∠A′O′B′ ＝ф，则在钻孔横截面 上的ф角，即为终点角。
钻地 孔面 方场 位定 角向 示原 意理 图图
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
一二、、顶方角位测角量测原量理原理
123、、地地 陀磁面 螺定定向向原原理理
陀螺(top) ：指绕一个支点高速转动的刚体，通常 特指对称陀螺（一个质量均匀分布的、具有轴对称形 状的刚体，其几何对称轴就是它的自转轴）。大家小时 候都玩过的陀螺就是一例。陀螺一边自转，一边绕一个固定 轴旋转（一般是虚的），叫“旋进”(precession)，又 称回转效应(gyroscopic effect)。旋进要在一定的初始 条件和外力矩作用下产生，比如游戏陀螺快要“坏了” 时，还有旋转的硬币快要停下时，都是旋进的实例。 陀螺旋进是日常生活中常见的现象。
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器 一、顶角测量原理
1、液面水平原理（氢氟酸测斜）
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器 一、顶角测量原理
12、液悬面锤水原平理原理（氢氟酸测斜）
原理是利用地球重力场。
框架可绕a轴灵活转动，b轴与a轴垂直相交， 在b轴中点0悬挂一能灵活转动的弧形刻度盘， 刻度盘转动面与钻孔弯曲平面一致，刻度盘因 重力作用永远下垂。当仪器在垂直孔内时，刻 度盘上的0º正对准弧形竖板上的标线，即顶角为 0º；当仪器在倾斜孔内时，弧形竖板倾斜一个角 度，此角度就是钻孔顶角θ。
角把度2代0%表～测3点0％钻的孔氢轴氟线酸与注铅入垂长线度的为夹 10角0～；1该50角mm度内在径钻1孔5～弯2曲5m平m面的内玻。璃试管 中。注入量为试管长度的1／3左右。然 后，将盛有氢氟酸的玻璃试管装在特制 的接头内，用橡胶塞加以密封。用钻杆 将其下到孔内待测位置，静止停留15～ 25min后，提钻取出试管。由于氢氟酸对 玻璃的腐蚀作用，在试管上留有液面痕 迹。根据液面的高低，就可算出顶角。
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素
一、钻孔轨迹的基本要素
0代表开孔点， X轴代表南北，
O
方位角
N
X(N)
Y轴代表东西，
Z轴代表地下 Y(E)
深度，0ABC是
切线
切线投影
钻孔的空间轨
迹。其基本要 素包括：
顶角 Z(H)
倾角
钻孔弯曲
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素 一、钻孔轨迹的基本要素
地其质他成方果面危的害危：歪害曲矿体产状、打丢矿 体 对 精可或、 矿确能引遗 体程水会起漏的度文造深断评。水成井层价井深泵或、钻井的改 构变 造探泵过勘 的中无早探 判，法损网 断由下坏度 和于入。， 储钻到从 量孔钻而计弯孔影算响的曲中，， 与钻孔探在壁施摩钻工擦孔危阻害桩力：增施钻加工具，中在磨孔，损内加会弯剧引曲，变起钻形杆桩严折基重断倾，事钻斜故具增， 多影，响升桩降基钻具承困载难力，。钻进功耗增加和钻进速度下降
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及仪器 一二、、顶方角位测角量测原量理原理
1、地磁定向原理
地磁场定向原理是利用罗盘磁针 的指北特性或磁敏感元件(磁通门)确 定倾斜钻孔的方位角。测量时罗盘 必须处于水平状态，并且罗盘上0º 线必须指向钻孔弯曲方向。
罗盘转动轴应垂直于钻 孔弯曲平面，在其下部装 有重块，使罗盘保持水平。
钻孔弯曲
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素
一二、、钻钻孔孔轨轨迹迹的弯基曲本强要度素
顶角弯强：钻孔轴线单位长度上顶角的变化量
i θ θ B θ A / L B L A
方位角弯强：钻孔轴线单位长度的方位角变化量
i α α B α A / L B L A
全弯强：钻孔轴线单位长度的全角变化量
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素
一、钻孔轨迹的基本要素
孔口坐标Xo,Yo,Zo)
利用钻孔轨迹的基本要
素，可以计算出轨迹上
每一点的空间坐标。设
钻孔轨迹为一斜直线， 坐标系的原点为孔口，X 轴取正北、Y轴取正东方
向θ，—Z开轴孔铅顶垂角向；下α。—据开钻 孔顶的孔 测各角空点方深和间钻位度 方 坐孔角上 位 标轴；(角 计L线即A。 算—的测轨如孔长点迹下口度)的上：至。
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器
一、顶角测量原理
1、液面水平原理（氢氟酸测斜） 由于有毛细管的作用，试管形成 了蚀痕曲面。由此测出的顶角必须 校正，按下式可求出实际顶角：
θ=θ′+E
式中θ—钻孔的实际顶角，θ′ —玻璃 试管上实测顶角，E—校正角（为了避 免计算和校正上的麻烦，可以利用倾斜 仪来直接测定）。
钻孔的天顶角：轴线与铅垂线之
间的夹角(α)，变化0°～90°
钻
孔 要
钻孔倾角：轴线与水平面之 间的夹角(β)，与顶角互余 β
素
钻孔的方位角：轴线与投影 于水平面与正北之间的夹角， α
对有应磁的方钻位孔和孔地深理：方钻位孔。轨0°迹～上某点的孔深是
孔口3到60该°点的钻孔轴线的长度 整理课件
钻孔弯曲
钻掘工程学
Exploration Engineering
第九章 钻孔弯曲与纠正
授课内容
钻孔空间位置要素 钻孔弯曲的原因和规律 钻孔弯曲的测量及仪器 钻孔弯曲的预防和纠正 定向钻进
钻孔弯曲
概念
概念：钻进(井)工程施工中，由于自然和 技术因素影响，实际的钻孔轨迹往往偏离设 计轨迹。这种现象称为钻孔弯曲或钻孔偏斜。
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器 一二、、顶方角位测角量测原量理原理
1234、、地地 陀JD磁面 螺L定—定向1向型原原陀理理螺测斜仪
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钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器
一二、、顶方角位测角量测原量理原理
123、、地地 陀磁面 螺定定向向原原理理
陀陀生螺螺活仪仪实的是例原运：理用骑：物自陀体行螺高车高速时速旋，回转轮转时子的，转回角得转动越轴量快具很越有大不守，易恒 倒性旋，，转因即轴为在 会车无 一轴外 直有力 稳一作 定股用指保情向持况一水下个平，方的它向力在的量宇性。宙质陀空 ，螺间 所仪将 制在指 造工向 作恒出时定来要的给方 定它向一， 仪个且 器力不。，会但使改它它变必快。需速转如旋得将转够陀起快螺来，悬，或挂一者起般惯来能量并达使 到其够每轴大分保(即钟持角数水动万平量转方要，向够可，大以在)。工地不作球然很转，长动只时影要间响一。下个然，很后陀小用螺的多轴力种将 方指矩法向，读地就取轴 会轴所 严所在 重指的 影示子 响的午到方面它向，的，并稳并有定自围性动绕。将子就数午像据面 我信作 们号往 可传复 以给摆 控动轻制易的系改特统变性。旋。在转利矿中用山车这建种轮设特转中性轴广可的泛以方用测向作定一定真样向北。仪方所器向以，。测提用量高这 井种定下原向控理及制制 设导成 置线的 在的仪 飞精器 机度称、，为飞减陀弹少螺中支罗的导盘陀线。螺复根仪测据是工这靠作个内量原部；理所在， 钻用提探它供中来的用保 动它持 力测方 ，定向 使孔， 其斜制保方造持位出高。来速的转仪动器。叫陀螺仪。
钻孔弯方曲位的角测测量原量理原包理括顶角测量原理 和 助 定电 深方缆 度位（来角12测控测、 、量绳制地 地）。原磁面或理场定，钻孔杆定向深将向原测测原理斜量理仪一般下只入是到借指
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器
一、顶角测量原理
1、液测面量顶水角平度原必理须（符氢合两氟个酸条测件斜：）该
钻孔弯曲
1.空间位置要素
第一节 钻孔空间位置要素
避免钻孔弯曲:从钻探工艺与技术角度 出发，了解钻孔在地下空间的位置，研究 钻弯曲的原因、机理和规律性，从而采取 相应的对策，进行防斜和纠斜。
了解钻孔在地下空间的位置是研究钻孔
弯曲的第一步，包括钻孔轨迹的基本要 素和钻孔轨迹弯曲强度两个方面内容
钻孔弯曲
悬
锤
原
理
测
量
钻
孔
顶
角
示
整理课件
意
钻孔弯曲
2.钻孔弯曲测量仪器
第二节 钻孔弯曲的测量及仪器 一 二、顶方角位测角量 测原 量理 原理
根据定义，方位角的测量必须满足两个条
件：角度必须是钻孔轴线上某点的切线方向与
地北的夹角；该角度必须是水平面上的角度。
在无磁性干扰或干扰很小的孔段中，可利用 地磁场定向原理；在有磁屏蔽(如在套管内)或 磁干扰较大(如存在磁性矿体)的孔段中，因为 磁针失去定向能力，可用地面定向原理。