钻孔轨迹控制
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Hale Waihona Puke Baidu
顶角增幅较 大。在开孔时将开孑 Ｌ 顶角调小 ， 若开孔 顶
角 太 小 又 受 方位 角不 易 控 制 的影 响 ， 钻孑 Ｌ 轨 迹 就很 容 易 偏 离靶 心 。， 实 践 中总 结 ， 设计开孑 Ｌ 顶 角在 ３ 。 ～５ 。 时， 不 易再 将 开孔顶 角 调小 。设 计顶 角 ＞５ ０ 时， 可根 据实 际 情 况适 当调 整 开孑 Ｌ 角度 。 深 孔 顶 角 的控 制 ， 是 一项 实践 中 的综 合 控 制 。从 钻 孔 的理 论 设 计 到 实践 中 的细 节 调 整 都 相辅 相 成 ， 既
｝收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ６ — ２ ５ 修 回 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — ２ ９
轨迹上某点 的孑 Ｌ 深 是孑 Ｌ 口到 该 点 钻 孔 轴 线 的长
度。
根 据钻 孑 Ｌ 轨 迹 的基 本 要 素 ， 就 可 以利 用 一 定 的计 算方法 ， 求 出轨 迹 上 每 一点 的空 问 坐 标 。 当钻 孔 轨迹
为 曲线 时 ， 也 可通 过 相 对 坐 标 以此类 推来 确 定 空 间坐
２ ． ２ 方 位 角
地质勘探中， 高精度受控定向钻探技术相对较困难
和复 杂 ， 特别 是 地质 钻 孑 Ｌ 的孑 Ｌ 径小 ， 在 某 些方 面 比石 油 定 向钻井 的难 度还 大 。施工 高精度 地质 受控 定 向孑 Ｌ ， 需 要研 究解 决 的技 术经济 问题 主要 有 以下几个方 面 ： （ １ ） 研究钻孑 Ｌ自然 弯 曲 的原 因 、 规律 ， 预 防或 利 用 的有 效方 法 。
（ ３ ） 能 准确 、 可靠 地 对造 斜 工具 定 向和测 量钻 孔 的
顶角 ， 方位角。
图 １钻孔轨迹空 间要 素图
２ 钻 孔轴 线 空间位 置 的几何 参数 ２ ． １ 顶角（ 井斜 角 ） 轨 迹 上某 点 的顶 角 是该 点 的 切线 与铅 垂 线 之 问 的
夹角 ， 一般 用 表示。
越精准。地质勘探 向着定向孔 、 分支孔 的方向发展 。为达到地质 目的， 在现有钻孔轨迹控制技术的 基 础之 上 ， 还 需在 分 支孔 技 术上 有 所 突破 。 目前控 制 钻 孔轨 迹 的主 要 方 式是 通过 连 续造 斜 器 、 钻 压
与 钻具 外 径 的调 节 来 实现 对钻 孔顶 角的相 对控 制 ； 但 在 方位 角的控 制 方 面有 所 欠缺 ， 若 解 决 了对 钻 孔 方位 角的相 对控 制 ， 也 就 解 决 了未 来分 支孔 的技 术难 题 。在 近 两年 的勘探 施 ＿ Ｙ － 中， 总结 出浅部 钻 孔 的顶 角控 制及 深部 方位 角控 制 的设 想供 同行参 考 。
关 键词 ： 钻孔 轨迹 控 制 ； 顶 角控 制 ； 方位 角控 制 ； 定 向孔 ； 分 支孔
中图分 类号 ： Ｔ Ｅ ２ ４ ３ 文献标 识 码 ： Ｂ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ ０ ６ ０ — ０ ３
１ 定 向子 Ｌ 技术 要 求
考虑地层 的历史施工经验 ， 也要考虑钻具组合及设 备
管材 的搭 配 。
３ ． ２ 实 践 中的施 工经验
案例 ｌ ： 秋 格明塔什矿区 Ｚ Ｋ１ ３ ０ ９ ， 设计顶角 ５ 。 ， 设
Ｚｆ Ｈ）
图２ 钻孔空间位 置坐标
计孔深 １ ０ ０ ０ ｍ。理论设计是定 向孔 ， 即通过钻孔 顶角 的控 制 ， 来 实 现对 不 同埋 深 两 种 矿体 的取 样 勘 探 。开
６ ０
西部探矿工程
２ ０ １ ４ 年第 ４ 期
钻孔轨迹控 制
陈会领 ， 张 礼 ， 沈 建 ， 胡晓斌 ， 丁 峰 ， 张 飞
（ 新 疆地矿 局 第 一地 质 大 队 ， 新 疆 鄯善 ８ ３ ８ ２ ０ ４ ）
摘
要： 随着钻探技术的发展 ， 地质 目 的对钻探 工艺的要求越 来越 高， 在控制钻孔轨迹方面也需越来
孑 Ｌ 顶角 ５ 。 ， 下 １ ０ ８ ｍｍ套 管 ４ ０ ｍ， ９ ５ ｍｍ 的钻 具 施 工 到４ １ ２ ｍ， 换 ７ ５ ｍｍ钻 具 施 ＿ Ｔ， 测斜数据显示 ， 所 有 顶 角未 超 过 ５ 。 ， 最 小顶 角 ４ ． ２ 。 。主 要原 因是 ９ ５ ａｍ 的钻 ｒ 具钻 杆保 直 性较 好 ， 岩 层硬 度 较 高 ， 造 成钻 孑 Ｌ 顶 角上 偏 的 幅度较 小 ， 几乎 不造 斜 。 以往施 工经 验是 ７ ５ ａｍ钻 ｒ
钻孔轨迹上某点的方位角是该点 的切线在水平面
上 的投 影 与 真 北 方 向之 间 的夹 角 ， 一 般 用 表示 ， 并 且
从 真 北方 向开 始按顺 时 针方 向计 算 。
２ ． ３ 孔（ 井） 深
Ｏ
（ ２ ） 精确测量钻孑 Ｌ 空间位置 的仪器。
（ ３ ） 快速 、 准确 地设 计 和计 算定 向孔 轴线 轨迹 。 （ ４ ） 高效 、 可 靠 的人 工造 （ 纠） 斜 工具 ， 既 可 改变 钻孑 Ｌ 顶角 ， 也 可改 变钻 孔 的方位 角 。
位 ／ ／
（ ５ ） 准确 、 快速 、 可靠的定向器具 。 （ ６ ） 定向孑 Ｌ 技术 、 经济效益的合理评价。
其 中主要 技术 关 键是 ：
｜
（ １ ） 根据已知地质条件 ， 合理地设计定 向钻孔轴线
轨迹 。
（ ２ ） 能可靠地控制人工弯曲工具改变钻孑 Ｌ 轨迹 ， 且 造斜 强度 稳 定 、 可调 。
第一 作者 简介 ： 陈会领（ １ ９ ８ ４ 一 ） ， 男（ 汉族 ） ， 河南许 吕人 ， 助理工程 师 ， 现从 事探矿Ｔ程技术１ 作。
２ ０ １ ４ 年第４ 期
西部 探 矿工程
６ １
（ ３ ） 开孔顶角 ： 开孔 顶 角越 小 ， 在 后 续 的 钻进 中顶
角 越 不 容 易增 大 。特 别 是 在 定 向深 孑 Ｌ 钻进时 ， 为 防 止
顶角增幅较 大。在开孔时将开孑 Ｌ 顶角调小 ， 若开孔 顶
角 太 小 又 受 方位 角不 易 控 制 的影 响 ， 钻孑 Ｌ 轨 迹 就很 容 易 偏 离靶 心 。， 实 践 中总 结 ， 设计开孑 Ｌ 顶 角在 ３ 。 ～５ 。 时， 不 易再 将 开孔顶 角 调小 。设 计顶 角 ＞５ ０ 时， 可根 据实 际 情 况适 当调 整 开孑 Ｌ 角度 。 深 孔 顶 角 的控 制 ， 是 一项 实践 中 的综 合 控 制 。从 钻 孔 的理 论 设 计 到 实践 中 的细 节 调 整 都 相辅 相 成 ， 既
｝收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ６ — ２ ５ 修 回 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — ２ ９
轨迹上某点 的孑 Ｌ 深 是孑 Ｌ 口到 该 点 钻 孔 轴 线 的长
度。
根 据钻 孑 Ｌ 轨 迹 的基 本 要 素 ， 就 可 以利 用 一 定 的计 算方法 ， 求 出轨 迹 上 每 一点 的空 问 坐 标 。 当钻 孔 轨迹
为 曲线 时 ， 也 可通 过 相 对 坐 标 以此类 推来 确 定 空 间坐
２ ． ２ 方 位 角
地质勘探中， 高精度受控定向钻探技术相对较困难
和复 杂 ， 特别 是 地质 钻 孑 Ｌ 的孑 Ｌ 径小 ， 在 某 些方 面 比石 油 定 向钻井 的难 度还 大 。施工 高精度 地质 受控 定 向孑 Ｌ ， 需 要研 究解 决 的技 术经济 问题 主要 有 以下几个方 面 ： （ １ ） 研究钻孑 Ｌ自然 弯 曲 的原 因 、 规律 ， 预 防或 利 用 的有 效方 法 。
（ ３ ） 能 准确 、 可靠 地 对造 斜 工具 定 向和测 量钻 孔 的
顶角 ， 方位角。
图 １钻孔轨迹空 间要 素图
２ 钻 孔轴 线 空间位 置 的几何 参数 ２ ． １ 顶角（ 井斜 角 ） 轨 迹 上某 点 的顶 角 是该 点 的 切线 与铅 垂 线 之 问 的
夹角 ， 一般 用 表示。
越精准。地质勘探 向着定向孔 、 分支孔 的方向发展 。为达到地质 目的， 在现有钻孔轨迹控制技术的 基 础之 上 ， 还 需在 分 支孔 技 术上 有 所 突破 。 目前控 制 钻 孔轨 迹 的主 要 方 式是 通过 连 续造 斜 器 、 钻 压
与 钻具 外 径 的调 节 来 实现 对钻 孔顶 角的相 对控 制 ； 但 在 方位 角的控 制 方 面有 所 欠缺 ， 若 解 决 了对 钻 孔 方位 角的相 对控 制 ， 也 就 解 决 了未 来分 支孔 的技 术难 题 。在 近 两年 的勘探 施 ＿ Ｙ － 中， 总结 出浅部 钻 孔 的顶 角控 制及 深部 方位 角控 制 的设 想供 同行参 考 。
关 键词 ： 钻孔 轨迹 控 制 ； 顶 角控 制 ； 方位 角控 制 ； 定 向孔 ； 分 支孔
中图分 类号 ： Ｔ Ｅ ２ ４ ３ 文献标 识 码 ： Ｂ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ ０ ６ ０ — ０ ３
１ 定 向子 Ｌ 技术 要 求
考虑地层 的历史施工经验 ， 也要考虑钻具组合及设 备
管材 的搭 配 。
３ ． ２ 实 践 中的施 工经验
案例 ｌ ： 秋 格明塔什矿区 Ｚ Ｋ１ ３ ０ ９ ， 设计顶角 ５ 。 ， 设
Ｚｆ Ｈ）
图２ 钻孔空间位 置坐标
计孔深 １ ０ ０ ０ ｍ。理论设计是定 向孔 ， 即通过钻孔 顶角 的控 制 ， 来 实 现对 不 同埋 深 两 种 矿体 的取 样 勘 探 。开
６ ０
西部探矿工程
２ ０ １ ４ 年第 ４ 期
钻孔轨迹控 制
陈会领 ， 张 礼 ， 沈 建 ， 胡晓斌 ， 丁 峰 ， 张 飞
（ 新 疆地矿 局 第 一地 质 大 队 ， 新 疆 鄯善 ８ ３ ８ ２ ０ ４ ）
摘
要： 随着钻探技术的发展 ， 地质 目 的对钻探 工艺的要求越 来越 高， 在控制钻孔轨迹方面也需越来
孑 Ｌ 顶角 ５ 。 ， 下 １ ０ ８ ｍｍ套 管 ４ ０ ｍ， ９ ５ ｍｍ 的钻 具 施 工 到４ １ ２ ｍ， 换 ７ ５ ｍｍ钻 具 施 ＿ Ｔ， 测斜数据显示 ， 所 有 顶 角未 超 过 ５ 。 ， 最 小顶 角 ４ ． ２ 。 。主 要原 因是 ９ ５ ａｍ 的钻 ｒ 具钻 杆保 直 性较 好 ， 岩 层硬 度 较 高 ， 造 成钻 孑 Ｌ 顶 角上 偏 的 幅度较 小 ， 几乎 不造 斜 。 以往施 工经 验是 ７ ５ ａｍ钻 ｒ
钻孔轨迹上某点的方位角是该点 的切线在水平面
上 的投 影 与 真 北 方 向之 间 的夹 角 ， 一 般 用 表示 ， 并 且
从 真 北方 向开 始按顺 时 针方 向计 算 。
２ ． ３ 孔（ 井） 深
Ｏ
（ ２ ） 精确测量钻孑 Ｌ 空间位置 的仪器。
（ ３ ） 快速 、 准确 地设 计 和计 算定 向孔 轴线 轨迹 。 （ ４ ） 高效 、 可 靠 的人 工造 （ 纠） 斜 工具 ， 既 可 改变 钻孑 Ｌ 顶角 ， 也 可改 变钻 孔 的方位 角 。
位 ／ ／
（ ５ ） 准确 、 快速 、 可靠的定向器具 。 （ ６ ） 定向孑 Ｌ 技术 、 经济效益的合理评价。
其 中主要 技术 关 键是 ：
｜
（ １ ） 根据已知地质条件 ， 合理地设计定 向钻孔轴线
轨迹 。
（ ２ ） 能可靠地控制人工弯曲工具改变钻孑 Ｌ 轨迹 ， 且 造斜 强度 稳 定 、 可调 。
第一 作者 简介 ： 陈会领（ １ ９ ８ ４ 一 ） ， 男（ 汉族 ） ， 河南许 吕人 ， 助理工程 师 ， 现从 事探矿Ｔ程技术１ 作。
２ ０ １ ４ 年第４ 期
西部 探 矿工程
６ １
（ ３ ） 开孔顶角 ： 开孔 顶 角越 小 ， 在 后 续 的 钻进 中顶
角 越 不 容 易增 大 。特 别 是 在 定 向深 孑 Ｌ 钻进时 ， 为 防 止