一井定向和二井定向学习资料
简述一井两井几何定向主要原理
简述一井两井几何定向主要原理
井是钻探工程中常见的工具，用于从地面向下钻孔，进而获取地下的地质信息以及开采地下资源。
在钻探工程中，一井是指从地面钻向其中一方向的单个井，而两井则是指从地面钻向两个不同方向的井。
一井的几何定向主要原理是通过借助测量仪器，如方位仪和倾斜仪，来测定钻孔的方位和倾斜角度。
方位仪可以用来确定钻孔的方向，倾斜仪可以用来测量钻孔的倾斜角。
通过不断测量并记录数据，可以绘制出井的几何示意图，从而得到钻孔的准确位置和方向。
而两井的几何定向主要原理则是通过两个井的相互测量和计算，来确定它们之间的相对位置和方位角。
这可以通过在两个井中安装方位仪和倾斜仪，并进行测量来实现。
首先，在第一个井中进行测量，获取该井相对于地面的方位和倾斜角度，然后在第二个井中进行同样的测量。
最后，通过对两个井的数据进行分析和计算，可以确定它们之间的方位角和相对位置。
在实际应用中，一井和两井的几何定向主要是为了确定钻孔的准确位置和方向，以便更好地理解地下地质情况和开展后续的工程设计和开采工作。
这些定向技术可以提供有关井的地下位置和方向的可靠数据，从而为地质勘测、石油开采、环境监测等领域的工作提供有效的支持。
总结起来，一井和两井的几何定向主要是通过测量仪器来确定钻孔的方位和倾斜角度，以及两个井之间的相对位置和方位角。
这些技术在钻探工程和其他相关领域中具有重要的应用价值，可以提供准确和可靠的地质信息，为后续工程设计和开发提供支持。
一井定向与两井定向的相关问题探讨
咱责任编辑院汤静暂
292 科技视界 Science & Technology Vision
3冤采用一井定向与两井定向并用,既吸收了一井定向所具有的方 法简便尧下的联系测量,是井下控制点的开始,是井下导线基础,所 以联系测量的好坏直接影响今后的测量精度,成功的定向为今后测量 工作提供了重要的保障,具有深远的现实意义遥
4 结语
总之,无论是采用一井定向或两井定向,由于其本身条件的制约, 测量精度不会太高,随着科技的发展,人们常常采用激光投点,用陀螺 经纬仪定向来提高井下控制点以及起算边这方位角的精度遥 没有条件 的矿井,最终必须通过斜井敷设导线至井下起算边遥
园 引言
竖井联系测量是矿山地面测量与井下测量联系起来,即为了使井 上下能采用统一坐标系统所进行的工作遥 联系测量包括平面联系测量 和高程联系测量遥 平面联系测量称为矿井定向遥 矿井定向,就是要把地 面的平面坐标及方位角传递到井下巷道中的经纬仪导线起始边上,使 井上下使用同一坐标系遥
1 一井定向及两井定向定义及技术要素
3 一井定向与两井定向并用的效益
1冤采用两井定向与一井定向并用,可以互相检核,测量精度一次求 得,能一次性成功,避免以后的多次测量,极大的提高了工作效率遥
2冤定向时,不仅需要停风,稳定钢丝也需要 2h~3h,同时井上尧井下 至少要 10 个人配合,采用两井定向与一井定向并用,只需一次,这样节 约了大量的人力,物力和财力,同时也减少了对井下工作的影响遥
一井定向及二井定向的优缺点及精度分析
58科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI：10.16661/ki.1672-3791.2005-5052-0013一井定向及二井定向的优缺点及精度分析①欧传阳(南京银茂铅锌矿业有限公司 江苏南京 210033)摘 要：针对一井定向和二井定向特点，进行有效性分析，并简要介绍了合理运用一井定向与二井定向测量方法的重要性，提出一井定向及二井定向精度对比，例如一井定向的精度比较低、二井定向精度比较高、井下连接测量方法相同等，保证一井定向与二井定向技术得到良好的运用，减轻工作人员的作业强度，旨在为相关工作人员提供良好的参考与借鉴。
关键词：一井定向 二井定向 精度分析 测量定位中图分类号：TD174 文献标识码：A文章编号：1672-3791(2020)10(c)-0058-03The Advantages and Disadvantages and Accuracy Analysisof One Well Orientation and Two Well OrientationOU Chuanyang(Nanjing Yinmao Lead-Zinc Mining Co., Ltd., Nanjing, Jiangsu Province, 210033 China)Abstract : According to the characteristics of the orientation of the f irst well and the second well, the effectiveness analysis is carried out, and the importance of the rational use of the f irst-well orientation and the second-well orientation measurement method is brief ly introduced, and the accuracy comparison of the f irst-well orientation and the two-well orientation is proposed, such as the accuracy of the f irst-well orientation It is relatively low, the two-well orientation accuracy is relatively high, and the downhole connection measurement method is the same, so as to ensure the good use of the one-well orientation and the two-well orientation technology, reduce the work intensity of the staff, and provide a good reference and reference for related staff.Key Words : One well orientation; Two well orientation; Accuracy analysis; Survey positioning①作者简介：欧传阳（1980，2—），男，汉族，江苏南京人，本科，测量工程师，研究方向为矿山测量。
一井定向计算
一井定向计算在石油钻井过程中，定向钻井技术是一项重要的技术手段，它能够使钻井井眼偏离垂直方向，实现井眼在地层中的定向探测或钻取。
而在定向钻井中，一井定向计算是至关重要的一环，它通过数学模型和计算方法，来确定钻井井身的位置和姿态，为钻井操作提供准确的指导。
本文将围绕一井定向计算展开讨论。
一、一井定向计算的基本原理一井定向计算的基本原理是基于三角测量的方法，借助陀螺仪测向仪等测量工具，通过测量井身内各方向的角度信息，以及地磁场和重力加速度等环境参数，来推算井身的位置和姿态。
在定向计算中，通常采用右手法则来表示坐标系，其中X轴表示东北方向，Y轴表示东北方向的垂直方向，Z轴表示竖直向上方向。
通过坐标系的定义，可以推算出井身在空间中的位置和方位。
二、一井定向计算的工具和数据在一井定向计算过程中，常用的工具是陀螺仪测向仪和测深仪。
陀螺仪测向仪是通过测量地磁场和重力加速度的方向，来得到井身相对于地球坐标系的方向信息；而测深仪则是通过测量钻井井深，来确定井身在空间中的位置。
同时，还需要准备井身方位和测深的初始值，以及其他环境参数，如地磁场的强度、倾角和方位角等。
三、一井定向计算的计算方法一井定向计算通常采用数学模型和计算方法，来推算井身的位置和姿态。
常用的计算方法有井斜方向统计法、最小二乘法、加权最小二乘法等。
在计算过程中，需要根据测量数据，运用三角学、向量运算和解析几何等数学知识，进行角度转换、距离计算、坐标变换等。
通过计算，可以得到井身在空间中的坐标值和姿态角度。
四、一井定向计算的应用一井定向计算在油气勘探与开发中有着广泛的应用。
首先，它可以帮助工程师确定井眼的位置和姿态，通过井斜和方位的控制，实现垂直钻井、水平钻井和定向钻井等不同钻井方式。
其次，定向计算还可以用于地质勘探中，通过记录井身的轨迹和方位信息，来确定地层的形状、厚度和分布等。
此外，一井定向计算也可以用于测量工程中，如隧道、管道和电缆的铺设等。
五、一井定向计算的精度和影响因素一井定向计算结果的精度受到多种因素的影响。
定向井基本知识
定向井和水平井钻井技术第一节 定向井井身参数和测斜计算一．定向井的剖面类型及其应用定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。
定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l 所示。
定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J ”型、“S ”型和连续增斜型。
按井斜角的大小范围定向井又可分为： 一、专业名词1．定向井（Directional Well ） 一口井的设计目标点，按照人为的需要，在一个既定的方向上与井口垂线偏离一定的距离的井，称为定向井。
2．井深（Measure Depth ）井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点的井深，也称为该点的测量井深，或斜深。
单位为“m ”。
3．垂深（Vertical Depth or True Vertical Depth ）井眼轴线上任一点，到井口所在水平面的距离，称为该点的垂深。
通常以“m ”为单位。
4．水平位移（Displacement or Closure Distance ）井眼轨迹上任一点，与井口铅直线的距离，谓之该点的“水平位移”。
也称该点的闭合距。
其计量单位为“m ”。
5．视平移（Vertical section ）水平位移在设计方位线上的投影长度，称为视平移。
如图10—1所示，OQ 为设计方位线，T O曲线为实钻井眼轴线在水平面上的投影，其上任一点P 的水平位移为OP ，以 A P表示。
P 点的视平移为OK ，其长度以V P 表示。
当OK 与OQ 同向时V P 为正值，反向时为负值。
视平移是绘制垂直投影图的重要参数。
单位为m 。
6．井斜角（Hole Inclination or Hole Angle ）井眼轴线上任一点的井眼方向线，与通过该点的重力线之间的夹角，称为该点处的“井斜角”。
以度为单位。
7．最大的井斜角（MaxinumHoleAngle）“最大井斜角”有两种不同的意义。
定向钻井理论基础知识(精华)
–井眼曲率计算方法:有公式计算法、查图法、图解法、查表法和尺算法等五种。后四种皆来源于公式计算法。公式计算法又可分为三套。
•第一套计算公式：
•根据空间微分几何原理推导，可得：
•对于一个测段来说，以和
2.测段编号：自上而下编号，第i-1个测点与第i个测点之间所夹的测段为第i个测段
3.第1测段,应该是第0测点和第1测点之间的测段．
4.第０测点：没有连接点时，要规定第０测点:α0=0 ; L0=L1-25m;φ0=φ1;
–5.用于计算全井轨迹的计算数据必须是多点测斜仪测得的数据．
–6.磁性测斜仪测得的方位角数据，须根据当地当年的磁偏角，进行校正．
测斜计算方法—正切法
正切法又称下切点法，下点切线法。
假设：测段为一直线，方向与下测点井眼方向一致。
所有方法中最简单的，计算误差最大的。
测斜计算方法—平均角法
平均角法又称角平均法。
假设：测段为一直线，其方向为上下两侧点处井眼方向的“和方向”，即方向的矢量和。
式中:
测斜计算方法—平衡正切法
假设：一个测段分为两段，各等于测段长度一半的线构成的折线。
• 井斜变化率：是指井斜角随井深变化的程度，以Ｋα表示。严格地讲，井斜变化率是井斜角α对井深Ｌ的一阶导数，可写为：
• 以增量代替微分，以相邻二测点间的井斜角变化值（Δα）与二测点间井段长度（ΔL）的比值来表示井斜变化率的。
•求得的乃是该测段的平均井斜变化率：
• 井斜方位变化率：是指井斜方位角随井深变化的程度，以Ｋφ表示。严格地讲，井斜方位变化率是井斜方位角φ对井深Ｌ的一阶导数，可写为：
简述一井,两井几何定向主要原理
简述一井,两井几何定向主要原理一井、两井几何定向是指在地下井筒钻探过程中，通过测量钻探参数和地质参数的变化，利用几何原理确定井的几何方向和位置。
一井、两井几何定向主要原理包括惯性法、磁场法、地电法、声波法等。
惯性法的原理是通过测量钻铤运动的加速度或转角，来推导出井的几何方向和位置。
它利用了牛顿第二定律和欧拉方程，根据钻铤的运动参数计算出井的倾角、方位角和真正北角等信息。
由于惯性传感器能够实时测量相关的运动参数，并且不受地磁场、地电场等因素的干扰，因此惯性法具有较高的精度和可靠性。
磁场法的原理是根据井眼附近地磁场的分布情况，通过测量地磁场的强度和方向变化来确定井的几何方向和位置。
地磁场被认为是地球的光环状电流通过地壳流动而形成的。
通过在井内悬挂磁力仪器并进行测量，可以推导出地磁场的强度和方向，从而计算出井的倾角和方位角等参数。
磁场法的优点是测量简便、成本低，但由于地磁场易受外界干扰，因此精度较差。
地电法的原理是利用地壳中的电阻率差异测量井的几何方向和位置。
地球的地壳中含有不同的岩层、矿藏和地下水等，它们的电导率和电阻率差异较大。
通过在不同位置和深度处测量地下电阻率的变化，可以推导出井的倾角和方位角等参数。
地电法的优点是对地下结构响应较灵敏，但由于地下岩层和矿藏的复杂性，需要进行大量的数据分析和处理。
声波法的原理是利用声波在岩石和地层中传播的特性来测量井的几何方向和位置。
声波在不同岩石和地层中的传播速度和传播方向会有所不同。
通过在井内放置声发射器和接收器，并进行声波传播时间的测量，可以推导出井的倾角和方位角等参数。
声波法的优点是测量精度高、不受地磁场和地电场的干扰，但由于声波受地下介质的影响较大，需要根据不同的地质条件进行校正和修正。
总之，一井、两井几何定向主要通过测量和分析地下井筒钻探参数的变化，利用不同的物理原理推导出井的几何方向和位置。
不同的方法各有优缺点，需要根据具体情况和实际需求选择合适的方法进行定向测量。
一井定向和二井定向
☐ 一井定向1）目的：将地面点坐标和坐标方位角传递到地下。
（1）投点及连接测量方法投点所用垂球的重量与钢丝的直径随井深而异。
由于井筒内受气流、滴水的影响，使垂球线发生偏移和不停的摆动，故投点分稳定投点和摆动投点。
连接方法：连接测量时，常采用连接三角形法。
C 与C ′称为井上下的连接点，A 、B 点为两垂球线点,从而在井上下形成了以AB 为公用边的三角形ABC 和ABC ′。
在选择井上下连接点C 和C ′时应满足下列要求：(1)C 和D 的长度应尽量大于20m ；(2) C 和C ′点应尽可能在AB 的延长线上，即γ、α，和γ′ β′不应大于2°构成最有利的延伸三角形；(3) b /c 、b ′/c 一般应小于1.5，即C 和C ′应尽量靠近垂球线。
（3）一井定向的误差✓ 定向误差包括：地面的连接误差m 上；地下的连接误差m 下；投向误差θ。
✓ 井下一次独立定向的定向边C ′D ′方位角的中误差为 ：☐ 二井定向在两井筒各下放一根垂球线，然后在地面和井下分别将其连接，从而把地面坐标系的平面坐标和方位角引测到井下。
（1）投点投点的方法和要求与一井定向相同。
（2）连接测量对井上、井下布设的导线事先要做误差预计。
根据使用的仪器、采用的测量方法、导线布设的方案，估算一次定向测量的中误差，若不超过±20″，这个方案才能使用。
（3）内业计算A 、计算两吊垂线在地面坐标系的坐标方位角与距离B 、计算地下导线点在假定坐标系中的坐标222222)(2)(θϕβαϕ+++++=''''m m m m m M DC D C假定坐标系的建立：以A为原点，A1方向为X’轴，垂直于A1方向为Y’轴建立坐标系。
在导线A-1-2-3-…-B中，该导线的各转折角及导线边已测出，则可算出地下各点在假定坐标系中的坐标。
C、计算地下导线各点在地面坐标系中坐标前面计算出各点坐标为假定坐标系中的坐标，要把它转换为地面坐标系中坐标，需要经过旋转平移。
一井定向计算
一井定向计算
（实用版）
目录
一、一井定向计算的概念和原理
二、一井定向计算的方法
三、一井定向计算的应用实例
四、一井定向计算的优缺点
五、总结
正文
一、一井定向计算的概念和原理
一井定向计算，是一种在地球物理勘探中用于确定地下构造方向和位置的方法。
它是通过在地表钻一口井，利用钻井中的地震波在地下构造中的传播特性，来推算地下构造的方向和位置。
这种方法的原理是利用地震波在地下构造中的反射和折射，来确定地下构造的形态和位置。
二、一井定向计算的方法
一井定向计算的方法主要有两种，一种是根据地震波的反射波，通过计算反射波的时间和强度，来确定地下构造的方向和位置。
另一种是根据地震波的折射波，通过计算折射波的偏振面和折射角，来确定地下构造的方向和位置。
三、一井定向计算的应用实例
一井定向计算在地球物理勘探中应用广泛，尤其在石油和天然气的勘探中。
例如，在我国的大庆油田和胜利油田的勘探中，就使用了一井定向计算的方法，成功地确定了地下油气构造的方向和位置。
四、一井定向计算的优缺点
一井定向计算的优点是设备简单，操作方便，结果准确。
缺点是对于复杂的地下构造，可能需要多次钻井和计算，才能得到准确的结果。
五、总结
总的来说，一井定向计算是一种有效的地球物理勘探方法，它在石油和天然气的勘探中发挥着重要的作用。
矿井测量
第一章矿井联系测量矿井联系测量是矿井测量和矿井生产的基础性工作之一，也是矿井图件的基础资料。
它的技能点是：一井定向、两井定向、陀螺定向和标高导入的外业测量和内业计算。
第一节概述一、矿井联系测量的目的与任务将矿区地面平面坐标系统和高程系统传递到井下的测量，称为联系测量。
将地面平面坐标系统传递到井下的测量称平面联系测量，简称定向。
将地面高程系统传递到井下的测量称高程联系测量，简称为导入高程。
联系测量的任务在于：（1）确定井下经纬仪导线起算边的坐标方位角；（2）确定井下经纬仪导线起算点的平面坐标（x，y）；（3）确定井下水准基点的高程H。
前两项任务是通过矿井定向（又称矿井平面联系测量）来完成的；第三个任务是通过导入高程（又称矿井高程联系测量）来完成的。
这样就获得了井下平面与高程测量的起算数据。
二、矿井定向的种类矿井定向的方法因矿井开拓方式不同而异，概括说来可分为两大类：一类是从几何原理出发的几何定向；另一类则是以物理特性为基础的物理定向。
几何定向分为：（1）通过平硐或斜井的几何定向；（2）通过一个立井的几何定向（一井定向）；（3）通过两个立井的几何定向（二井定向）。
物理定向可分为：（1）用精密磁性仪器定向；（2）用陀螺经纬仪定向。
沿平硐或斜井的几何定向，只需通过斜井或平硐进行经纬仪导线测量和高程测量，可直接将地面系统的坐标和高程传递到井下。
第二节地面近井点与井口水准基点为了建立井上下统一的坐标系统，需要把地面坐标系统中的平面坐标及方向传递到井下，在定向之前，必须在地面井口附近设立作为定向时与垂球线连接的点，叫做连接点。
近井点和井口水准基点时矿山井下测量的基准点。
在建立近井点和井口水准基点时，应满足下列需求：（1）尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点。
当近井点必须设置于井口附近工业厂房顶时，应保证观测时不受机械震动的影响和便于向井口敷设导线；（2）每个井口附近应设置一个近井点和两个水准基点；（3）近井点至井口的连测导线边线应不超过三个；（4）多井口矿井的近井点应统一合理布置，尽可能使相邻井口的近井点构成导线网中的一个边，或力求间隔的边数最少；（5）为使近井点和井口水准基点免受损坏，在点的周围宜设置保护桩和栅栏或刺网。
定向井钻井基础知识
定向井钻井基础提纲（一）为什么要钻定向井？（二）定向井的基本概念（三）定向作业专业术语（四）井眼轴线的计算方法（五）定向井轨迹防碰（一）、为什么要钻定向井？1、在海洋钻井平台上钻丛式定向井。
控制较大面积的油气构造。
生产设施集中在平台上，节省建造平台费用。
2、勘探和开发近海岸油气田。
使钻井定向弯曲，钻达海底油气层，节约海上钻井平台的建设费用。
3、用定向井控制断层，查明油水界面或断层面的位置(c)4、避开地表障碍物，勘探和开发障碍物下方的油气田。
5、纠正已斜的井眼或绕过井内落鱼而进行侧钻。
6、打定向井探采盐丘突起下部的油气层。
含油构造有时与盐丘构造共生，部分盐丘可能直接覆盖在油藏上面，直井钻遇盐层可能导至冲蚀、钻井液漏失和腐蚀等问题。
7、井喷无法处理或油气井失火，钻定向救援井与原井衔接控制井喷或扑灭火灾。
8、钻大斜度井或水平井，防止气锥和水锥问题；增加井眼在产层中的延伸长度；增大平台的泄流面积，在裂缝性油藏9、供水井。
钻多孔底定向井多次穿过含水裂隙或沿含水裂隙钻单孔底定向井，可增加出水量。
10、开发地壳深部“干热岩”体的能量。
钻两口定向井，用水力压裂法使两井连通，形成一个地下热仓和封闭回路，用—口井向下注冷水，干热岩将冷水加热，另一口井抽出高温蒸气进行发电。
11、在煤层中钻定向排放孔抽瓦斯，保证采煤时的安全。
能钻遇多条裂缝，提高单井的产量。
12、对接连通开采可水溶性矿藏过去，在钻孔采可水溶性矿盐时，一直采用单井对流水溶采卤法，这种采卤技术存在较多缺点，如矿产回采率不足20％，卤井寿命短，产量低，采出的卤水浓度低而且不稳定等。
双井对接连通水溶采卤可克服上述一系列缺点。
数十年来，盐业系统探索了几种使两井能连通的方法(压裂法，自然溶通法等)，但并不是很理想，采用定向钻进技术实现两井对接、三井对接甚至更多的井眼对接，极大地提高采盐卤水量。
（二）定向井的基本概念1、定义定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。
一井定向
§13-3 竖井联系测量在隧道施工中，除了通过开挖平洞、斜井以增加工作面外，还可以采用开挖竖井的方法来增加工作面，将整个隧道分成若干段，实行分段开挖。
例如，城市地下铁道的建造，每个地下站都是一个大型竖井，在站与站之间用盾构进行开挖，并不受城市地面密集的建筑物和繁忙交通的影响。
为了保证地下各方向的开挖面能准确贯通，必须将地面控制网中的点位坐标、方位和高程，通过竖井传递到地下，使得各施工段在统一的坐标系中进行施工。
这项工作称为竖井联系测量。
联系测量的任务包括确定地下导线起算边的坐标方位角；确定井下导线起算点的平面坐标x 和y；确定井下水准基点的高程H。
一、竖井高程传递经由竖井传递高程时，过去一直采用悬挂钢尺的方法，即在井上悬挂一根经过检定的钢尺（或钢丝），尺零点下端挂一标准拉力的重锤，如图13-4所示，在地面、地下各安置一台水准仪，同时读取钢尺读数和，然后再读取地面、地下水准尺读数、，由此可求得地下水准点B的高程：H=H+ -[(-)+Δt+Δk ]-（13-2）式中：H——地面水准点A的高程；、——地面、地下水准尺读数；、——地面、地下钢尺读数Δt——钢尺温度改正数，Δt＝L（t－t）；Δk——钢尺尺长改正数——钢尺膨胀系数，取1.25×10/℃；——地面与地下平均温度；t——钢尺检定时的温度；L＝-图13-4 竖井高程传递(a) 图13-5 竖井高程传递(b)如果在井上装配一托架，安装上光电测距仪，使照准头向下直接瞄准井底的反光镜测出井深Dh，然后在井上、井下用两台水准仪，同时分别测定井上水准点A与测距仪照准头转动中心的高差（－）、井下水准点B与反射镜转动中心的高差（－），即可求得井下水准点B的高程H，如图13－5所示。
H= H+（－）+（－）（13-3）式中H为井上水准点A的已知高程。
用光电测距仪测井深的方法远比悬挂钢尺的方法快速、准确，尤其是对于50m以上的深井测量，更显现出其优越性。
浅谈矿山联系测量中的一井定向_二井定向测量的异同点
浅谈矿山联系测量中的一井定向、二井定向测量的异同点唐军,宋冬梅,李建平(新疆地矿局第十一地质大队,新疆昌吉831100)摘要:通过对竖井一井定向与二井定向连接方法的比较,提出两种方法的异同点,指出两种不同测量方法的使用范围。
关键词:竖井联系测量;一井定向;二井定向;连接;钢丝绳中图分类号:TD171文献标识码:B文章编号:1004)5716(2010)05)0133)03进行矿山井巷建设工程,进行矿井建设必须进行矿山联系测量工作,把井上下坐标统一起来,绘制井上、井下对照图。
通过井上、井下对照图,一方面指导井下工程施工;另一方面了解地面建筑与地下巷道工程的关系。
竖井联系测量是矿山地面测量与井下测量联系起来,即为了使井上下能采用统一坐标系统所进行的工作。
联系测量包括平面联系测量和高程联系测量。
平面联系测量称为矿井定向。
矿井定向,就是要把地面的平面坐标及方位角传递到井下巷道中的经纬仪导线起始边上,使井上下使用同一坐标系。
定向分为一井定向、二井定向。
一井定向,就是通过一个竖井进行几何定向,在井筒内挂两根钢丝绳,钢丝绳的一端固定在地面,另一端系有定向专有的垂球自由悬挂于定向水平,再按地面坐标系统求出两垂球的平面坐标及其连线的方位角;在定向水平上把垂球与井下永久点连接起来,这样便能将地面的方向和坐标导到井下而达到定向的目的。
因此,可把一井定向工作分为两个部分:由地面向定向水平投点;在地面和定向水平上与垂球线连接。
二井定向,就是在两个井筒中各挂一个垂球,然后在地面和井下把两个垂球线间用导线联测起来,从而把地面坐标系中的平面坐标及方向传递到井下。
使井下、井上具有统一坐标系统。
一井定向,受井筒条件限制,井筒最大直径也就4m 多,考虑钢丝绳与井筒壁的关系,挂钢丝绳离井壁留有一定距离,两钢丝绳间距最大3m。
二井定向是把两个垂球分别挂在两个井筒内,因此,两个垂球间的距离很大。
据目前我国矿山情况来说,能进行二井定向的两个井筒之间的最短距离约30m 左右,这比一井定向来说两垂球间的距离大大增加,因而大大减少了投点误差。
定向井基本知识及防碰知识
定= φ预－φ工＋ φ反扭 （钻具要相对扭转的角度）
转= 定+ 方 （方钻杆标记棱要扭到的绝对刻度）
举例
例如：某次定向井深800m，井斜１ °，方位100°，预定施工到200 °， 测得工具面240 °，弯差角－90 °， 估计反扭角20 °，则：
握较好。避免欠井斜。
中位移井施工注意要领
中位移井一般指设计位移介于200~500米的定 向井。
在设计时一般结合位移大小稳斜段控制在 200~300米，以调整井斜方位。
中位移井在具体施工中，个别技术员对井斜 重视不够，极易导致井眼轨迹失控。这几年 发生的填井测钻井多为中位移井。
大位移井施工注意要领
则定= 目标 - 工+ 转１=80-（-60 ）+（-30）=110度 转= 定+ 方+反扭=110+（-40）+ ６０=１３０度 （假定欲取反扭角为６０度）
（钻杆钢印与转盘０刻度 重合则Ø转１为０）
扭方位时注意事项
扭方位时反扭角受井深、井眼轨迹（井 斜）、钻铤数量、钻压等因素影响。
为减少扭方位的难度，一般要求在井斜 小于30度的情况下调整方位。
严格遵守30米一点的测斜间距规定。 严格执行直井段井身质量标准，控制最
大井斜。 认真、逐点并预算三点作好防碰图。
防碰技术措施Байду номын сангаас
落实好防碰技术措施和防碰岗位责任制。
同一井组直井段使用同一类型的钻具结构、 同一种钻井参数、同一个罗盘。
直井段趋势在前大门左右30度内，直井段井 斜大于2度必须下螺杆纠斜。
一井定向及二井定向优缺点及精度问题
具备 的优缺 点， 并且针对这两种方法的精度进行 比较 ， 相信 对于相 关课题 的研 究有 一定的借鉴作 用。
关键词 ： 一井定向 ； 二 井定向； 优缺 点 ； 精度
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ —８ ５ ５ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ７ ． ０ ６ １
３ 一 井 定 向 及 二 井 定 向分 析
法 。根据井 的深度 ， 选用 吊锤重 量为 ２ ０ ｋ ｇ ， ０ ． ３ ｎ ｌ ｌ ｑ ｌ 高强 度钢 丝 。首先选定井上井 下近 井点位 置 ， 悬挂 好钢 丝 ， 挂好 吊锤 ， 吊锤放在装有机 油 的桶 中， 以减 少钢丝 的摆 动。用钢 尺 简单 丈量三 角形 ｂ 、 ａ和 、 ａ 街 边长 ， 调整好位置 ， 使ｂ 、 ａ 和ｂ ｒ 、 ａ 之 比 值 ＜１ ． ５ 。２ 条钢丝与近井点之 间的夹角 Ａ 、 ＜１ 。 。如图 １ 所
示 ：
由于在进行 隧洞竖 井作业 当 中实施 隧洞联 系测量 工作 ， 从而统一井上 下坐标 ， 再 对井 上下对 照 图进行 绘制 。借助 对 照图 ， 不但能够指导井下工程作业 ， 还能够 了解地下 巷道 与地
面建筑两 者之间的关系 。所谓的竖井联 系测量就 是有效联 系 起井 下测 量与地面 测量 ， 使地 下平 面控制 网和 高程控 制 网与 地 面有统 一的平面 坐标和 高程 ， 通常 联系 测量 可 以区分 为高
程联 系测量与平面联系测量两种 。其 中平面联 系测量 也可 以 称之为隧洞定 向， 也就 是将地 面上 的平 面坐标 与方位 角 向井
ＳＹ
Ｊ Ｊ Ｙ
下巷道中全站仪导 线起始 边线 上实 施传递 ， 这 样就使 得 竖井
定向井技术入门基础一二
５、井底垂深： H E H i
６、井底水平位移：S E
７、闭合方位角： E
N E arctg E / N
１、垂直位移：H i Li cos i1
２、水平位移：S i Li sin i1
３、北位移： N i Li sin i1 cos i1 ４、东位移： Ei Li sin i1 sin i1 ５、井底垂深： H E H i ６、井底水平位移：S E
fi vi fvi Hi Hi Si Si Ni Ni Ei Ei
造斜工具
转盘钻井用造斜工具
槽式变向器，水力冲，锚式钻头，BHA (BottomHole Assembly) 。 特点：非连续造斜
井底动力钻井用造斜工具
弯接头，偏心短节，可调变向接头。 特点：连续造斜
井眼轨迹控制
装置角w 钻具组合
已知条件：原井斜角、原方位角； 方法：在方位增量DF、井斜增量Da、导斜角g、装置角w 四个参数中任意确定两个参数，求另外两个参数。
N
原方位角
O 原井斜角
A
钻具组合
用改变井底钻具组合的方法来控制井身轨迹
反扭矩的影响
使用井下动力钻具造斜时，钻具产生的反
扭矩对装置角会产生影响。
定向井测量方法
４、造斜点、最大井斜角、造斜率
三者之间要满足一定的关系
实际井眼轴线的计算方法
定向井井眼轴线是以等间距测量的，每一测点
的数据有测量井深、井斜角和方位角。
任意测点间的空间坐标位置需要根据两测点间
的轨迹形状来计算。
第八章矿井联系测量
图 钢尺导入标高原理图
a
N1
A
钢尺
h
HA
b
N2
B
大地水准面
HB
2·光电测距法导入标高
光电测距法导入标高精度高，占用井筒视距短，因此，是一种值得推广的导入标高 方法。
如图所示，在井口附近的地面上安置光电测距仪，在井口和井底分别安置反射镜。 井上的反射镜与水平面成45°夹角，井下的反射镜处于水平状态。通过光电测距仪分别 测量出仪器中心至井上及井下反射镜的距离L、S，从而计算出井上、下反射镜中心间的 铅垂距离为
1·钢尺导入标高
用来导入标高的钢尺由100m、200m、500m等几种。 如图所示，由地面井下自由悬挂一根钢尺，在其下端挂上重锤，重锤的重量等于钢尺 检验时的拉力。在井上、下各安置一架水准仪，A、B水准尺上读数分别为a、b，然后照 准钢尺，井上、下同时读数为N1和N2。
则井下水准基点B的高程为 HB=HA-定向原理图
X′
X
1
2
3
4
αAⅠ αAB
α′AB
A
Ⅰ S
D
B Ⅱ
第三节 高程联系测量
高程联系测量又称导入标高。其目的是建立井上、下统一的高程系统。因此，导入 标高的任务就是将地面水准基点的高程传递到井下高程测量的起始点上，确定井下水准 基点的高程。
采用平硐或斜井开拓的矿井，导入标高可以采用水准测量和三角高程测量方法完成。 采用立井开拓的矿井，导入标高实质是丈量井筒深度，必须采用专门的方法来传递高程， 常用的方法有钢尺法、钢丝法和光电测距法。钢尺法和钢丝法导入标高的方法基本相似， 只是钢丝法需要在地面通过专门的仪器设备测量其长度。因此，这里仅仅以钢尺法和光 电测距法为例说明导入标高的全过程。
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一井定向和二井定向
☐一井定向
1）目的：将地面点坐标和坐标方位角传递到地下。
（1）投点及连接测量方法
投点所用垂球的重量与钢丝的直径随井深而异。
由于井筒内受气流、滴水的影响，使垂球线发生偏移和不停的摆动，故投点分稳定投点和摆动投点。
连接方法：
连接测量时，常采用连接三角形法。
C与C′称为井上下的连接点，A、B点为两垂球线点,从而在井上下形成了以AB为公用边的三角形ABC和ABC′。
在选择井上下连接点C和C′时应满足下列要求：
(1)C和D的长度应尽量大于20m；
(2) C和C′点应尽可能在AB的延长线上，即γ、α，和γ′β′不应大于2°构成最有利的延伸三角形；
(3) b/c、b′/c一般应小于1.5，即C和C′应尽量靠近垂球线。
（3）一井定向的误差
✓定向误差包括：地面的连接误差m上；地下的连接误差m下；投向误差θ。
✓井下一次独立定向的定向边C′D′方位角的中误差为：
☐二井定向
2
2
2
2
2
2
)
(
2
)
(
θ
ϕ
β
α
ϕ
+
+
+
+
+
=
'
'
'
'
m
m
m
m
m
M
DC
D
C
在两井筒各下放一根垂球线，然后在地面和井下分别将其连接，从而把地面坐标系的平面坐标和方位角引测到井下。
（1）投点
投点的方法和要求与一井定向相同。
（2）连接测量
对井上、井下布设的导线事先要做误差预计。
根据使用的仪器、采用的测量方法、导线布设的方案，估算一次定向测量的中误差，若不超过±20″，这个方案才能使用。
（3）内业计算
A、计算两吊垂线在地面坐标系的坐标方位角与距离
B、计算地下导线点在假定坐标系中的坐标
假定坐标系的建立：以A为原点，A1方向为X’轴，垂直于A1方向为Y’轴建立坐标系。
在导线A-1-2-3-…-B中，该导线的各转折角及导线边已测出，则可算出地下各点在假定坐标系中的坐标。
C、计算地下导线各点在地面坐标系中坐标
前面计算出各点坐标为假定坐标系中的坐标，要把它转换为地面坐标系中坐标，需要经过旋转平移。
旋转角α=αAB-α’AB，其中α’AB为AB直线在假定坐标系中的坐标方位角。
平移量为A点在地面坐标系中的坐标。
D、检核条件
算出B点在在假定坐标系中坐标后，可以算出AB直线的距离D’AB，由于A、B两点在地面坐标系中坐标已知，其距离DAB是已知的，如不等，说明测边有误差。
设M= DAB/ D’AB，则各点在地面坐标系中坐标为：
Xi=XA+M(X’icosα-Y’isinα) Yi=YA+M(X’isinα+Y’icosα)。