浅议依据钻孔弯曲规律设计钻孔
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钻孔 弯 曲强度 与岩石各 向异 性 的强弱和钻孔遇
层 角的大小 有关 。所 谓钻 孔遇层角 就是钻 孔轴线与
其在层 面 上 的 正 投 影 的夹 角 。 当遇 层 角 约 为 ４ 。 ５
第 １ ３期
雒铁 路 ： 浅议 依 据钻 孔 弯 曲规律 设计 钻孔
６ ７
钻空趋 于下 垂 。钻 孔碰 到硬 包 裹 时 ， 能朝 任 意 方 可
值 ， 孔方位垂 直于岩层走 向时 ， 角上漂 而方位角 钻 顶 稳定 ； 钻孔方位 与层面走 向斜交 时 ， 既有顶 角上漂又
也很 大 ， 曲的钻孔 中较 易发生事故 ， 弯 同时事故 比较
复杂 而且不易 处 理 。总 之 ， 孔 弯 曲直接 影 响钻 探 钻
工作 的质量和 能否顺 利进行 。
的。
时， 钻孔弯强最大。岩石各向异性越强 ， 则钻孔的弯 强也 越大 。
３ ２ 软 硬互层 ．
钻 孔 以锐 角穿过 软硬 岩层 来自百度文库 面 ， 软 岩层进 入 从
硬 岩层 时 ， 由于软 硬部 分抗 破 碎 阻力 的不 同使 钻 孔 朝垂 直于 岩层 的方 向弯 曲； 而从 硬岩进入 软岩 时 ， 则 钻具 轴线有偏 离层 面法线方 向的趋势 。但 由于上方
第２ ６卷 第 １ ３期 ２１ ０ ０年 ７月
甘肃科 技
Ｇａ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎｓ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ
－ ｆ ２ Ｎｏ ３ ，．６ ０ ．１
１ ． ２ １ 越 ００
浅 议 依 据 钻 孔 弯 曲规 律 设 计 钻 孔
雒 铁 路
孔壁较 硬 限制 了钻具 偏 倒 ， 结果 基本 保 持着 原来 的 方 向 ； 孔通过硬 岩 进入 软 岩又从 软 岩进 入 硬岩 时 钻 最终 还是沿 着层 面法 线方 向延伸 。 钻 孔遇层 角存 在着 临 界值 。超 过此 值 时 ， 钻孔
２ 钻 孔 弯 曲的危 害
钻 孔弯 曲将直接影 响地质 资料 的准 确性 和矿 床 储量 的计算 ， 根本 达 不 到 预期 的地 质 目的。所 以 或 有关部 门规 定钻孔 弯 曲程度是评价 钻探工 程质量 的 重要依据之 一 。同 时 ， 孔 弯 曲对 钻进 施工 的危 害 钻
势仍 是与层 面垂直 。 ４ 钻孔 穿过松散 非胶 结岩 石 、 ） 大溶 洞 、 洞 时 ， 老
某些具 有层 理 、 片理 等构造 的岩石 ， 可钻性具 其
有明显 的各 向异性 。钻 头沿垂直 于岩层方 向钻进 时
岩 石破碎效 率最高 ， 而平行 于层理效 率最低 ， 斜方 倾 向效率 居 中。因此 ， 在倾斜 岩层 中钻进 时 ， 易产生 极 钻孔 向垂直于 岩层 的方 向弯 曲 （ 俗称 顶层进 ） 。
孑中， Ｌ 方位 角 的变化 才 表现不 定 。 ６ 在水 平 或 仅 是 水 平 的层 状 岩 石 中 钻 进 垂 直 ）
孑， Ｌ即使岩 石 的 各 向异 性 很 强 ， 硬 不 均 匀 程 度 很 软 大， 钻孔也 会 产生较 大 的弯 曲 。
５ 在设 计 钻 孔 时应 考虑 防 钻孔 弯 ［ Ｈ ｊ
中图 分 类 号 ：６ ４ Ｐ ３
１ 概 述
在 钻探 施 工 中 ， 了达 到 一定 的地 质 目的必 须 为 根据地质 、 地形条 件 和技 术 条件 合 理设 计 钻孔 的 轨 迹。但是 在工程施 工 中 ， 由于 自然 因素 和技 术 因 素 的影 响 ， 际的钻孔 轨 迹 往 往偏 离设 计 轨迹 这种 现 实 象呈 为钻孔 弯曲 。要 完全避 免钻孔 弯曲是很 困难 的 也可 以说是不 可能 的 。但是 ， 取一些 可能 的措 施 ， 采 把钻孔 的弯 曲程 度控制 在允许 的范 围之 内是有可 能
３ 钻孔弯 曲的地质 因素
影响钻孔 弯 曲的地质 因素主要是 岩石 的各向异 性 和软硬互 层 。 ３ ｉ 岩 石的各 向异性 ．
有方位 角弯 曲 ， 方位 变 化趋 向与层 面走 向垂 直 。钻 孔 遇层角小 于 临界值 ， 则钻孔 沿层 面下滑 ， 位角变 方 化不 定 。钻 孔 弯 曲强 度 的 大小 与遇 层 角 的大 小 有 关 。当遇层 角为 ４ 。 ， ５时 钻孔弯 曲强度最 大。 ３ 在软硬互 层 的岩层 中钻 进 时 ， ） 由于 钻孔 从软 岩层进 入应硬 岩层时 ， 弯曲强度较 大 ， 虽然从 硬岩层 进 入软 岩层 时 ， 弯曲强度较 小 ， 但最 终钻孔 弯曲 的趋
顶层进 ； 于此 值 时 ， 孑 将 沿 着 硬 岩 的层 面下 滑 低 钻 Ｌ （ 俗称顺 层 跑 ） 临界值 的大小 决 定 于 硬 岩 的硬 度 。ｆ
和钻头 的类 型 ， 常为 １ 。 ２ 。 通 ０ ～ Ｏ。
４ 钻孔 弯 曲的规 律
１ 在均质 岩层 中钻进 时 ， 孔 弯 曲强 度小 于在 ） 钻 不均质 岩层 的弯 曲强度 ， 岩石的各 向异性程 度越高 ， 则 钻孑 的弯 曲强度越大 。 Ｌ ２ 在层 理 、 理 发 育 的岩 层 中钻进 时 ， 孔 朝 ） 片 钻 着垂 直 于层 面 的 方 向弯 曲。钻 孔 遇 层 角 大 于 临界
向弯 曲 ， 包裹 体越 硬 ， 曲越 强 烈 。 弯
５ 钻 孔 顶 角 大 时 ， 位 角 变 化 小 ； 孔 顶 角 小 ） 方 钻 时， 方位 角变 化大 ， 一 般 规 律 ， 位 角 的变 化一 般 按 方
与钴具 的 回转 方 向一 致 。 只 是 在 顶 角 接 近 ０ 的钻 。
（ 甘肃省地矿局第一地质矿产勘查 院， 甘肃 天水 ７ １２ ） ４ ０ ０ 摘 要 ： 孔斜 规律 明显的地层或岩层倾角较大 ， Ｌ 对 钻孑 轴线无 法与之垂直相交 的地层 ， 应充 分利用造斜地层 的 自然
弯曲规律 ， 以人工控制措施 ， 辅 设计假 想定 向孔。
关键 词 ： 孔 弯 曲 ； 计 钻 孔 钻 设
层 角的大小 有关 。所 谓钻 孔遇层角 就是钻 孔轴线与
其在层 面 上 的 正 投 影 的夹 角 。 当遇 层 角 约 为 ４ 。 ５
第 １ ３期
雒铁 路 ： 浅议 依 据钻 孔 弯 曲规律 设计 钻孔
６ ７
钻空趋 于下 垂 。钻 孔碰 到硬 包 裹 时 ， 能朝 任 意 方 可
值 ， 孔方位垂 直于岩层走 向时 ， 角上漂 而方位角 钻 顶 稳定 ； 钻孔方位 与层面走 向斜交 时 ， 既有顶 角上漂又
也很 大 ， 曲的钻孔 中较 易发生事故 ， 弯 同时事故 比较
复杂 而且不易 处 理 。总 之 ， 孔 弯 曲直接 影 响钻 探 钻
工作 的质量和 能否顺 利进行 。
的。
时， 钻孔弯强最大。岩石各向异性越强 ， 则钻孔的弯 强也 越大 。
３ ２ 软 硬互层 ．
钻 孔 以锐 角穿过 软硬 岩层 来自百度文库 面 ， 软 岩层进 入 从
硬 岩层 时 ， 由于软 硬部 分抗 破 碎 阻力 的不 同使 钻 孔 朝垂 直于 岩层 的方 向弯 曲； 而从 硬岩进入 软岩 时 ， 则 钻具 轴线有偏 离层 面法线方 向的趋势 。但 由于上方
第２ ６卷 第 １ ３期 ２１ ０ ０年 ７月
甘肃科 技
Ｇａ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎｓ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ
－ ｆ ２ Ｎｏ ３ ，．６ ０ ．１
１ ． ２ １ 越 ００
浅 议 依 据 钻 孔 弯 曲规 律 设 计 钻 孔
雒 铁 路
孔壁较 硬 限制 了钻具 偏 倒 ， 结果 基本 保 持着 原来 的 方 向 ； 孔通过硬 岩 进入 软 岩又从 软 岩进 入 硬岩 时 钻 最终 还是沿 着层 面法 线方 向延伸 。 钻 孔遇层 角存 在着 临 界值 。超 过此 值 时 ， 钻孔
２ 钻 孔 弯 曲的危 害
钻 孔弯 曲将直接影 响地质 资料 的准 确性 和矿 床 储量 的计算 ， 根本 达 不 到 预期 的地 质 目的。所 以 或 有关部 门规 定钻孔 弯 曲程度是评价 钻探工 程质量 的 重要依据之 一 。同 时 ， 孔 弯 曲对 钻进 施工 的危 害 钻
势仍 是与层 面垂直 。 ４ 钻孔 穿过松散 非胶 结岩 石 、 ） 大溶 洞 、 洞 时 ， 老
某些具 有层 理 、 片理 等构造 的岩石 ， 可钻性具 其
有明显 的各 向异性 。钻 头沿垂直 于岩层方 向钻进 时
岩 石破碎效 率最高 ， 而平行 于层理效 率最低 ， 斜方 倾 向效率 居 中。因此 ， 在倾斜 岩层 中钻进 时 ， 易产生 极 钻孔 向垂直于 岩层 的方 向弯 曲 （ 俗称 顶层进 ） 。
孑中， Ｌ 方位 角 的变化 才 表现不 定 。 ６ 在水 平 或 仅 是 水 平 的层 状 岩 石 中 钻 进 垂 直 ）
孑， Ｌ即使岩 石 的 各 向异 性 很 强 ， 硬 不 均 匀 程 度 很 软 大， 钻孔也 会 产生较 大 的弯 曲 。
５ 在设 计 钻 孔 时应 考虑 防 钻孔 弯 ［ Ｈ ｊ
中图 分 类 号 ：６ ４ Ｐ ３
１ 概 述
在 钻探 施 工 中 ， 了达 到 一定 的地 质 目的必 须 为 根据地质 、 地形条 件 和技 术 条件 合 理设 计 钻孔 的 轨 迹。但是 在工程施 工 中 ， 由于 自然 因素 和技 术 因 素 的影 响 ， 际的钻孔 轨 迹 往 往偏 离设 计 轨迹 这种 现 实 象呈 为钻孔 弯曲 。要 完全避 免钻孔 弯曲是很 困难 的 也可 以说是不 可能 的 。但是 ， 取一些 可能 的措 施 ， 采 把钻孔 的弯 曲程 度控制 在允许 的范 围之 内是有可 能
３ 钻孔弯 曲的地质 因素
影响钻孔 弯 曲的地质 因素主要是 岩石 的各向异 性 和软硬互 层 。 ３ ｉ 岩 石的各 向异性 ．
有方位 角弯 曲 ， 方位 变 化趋 向与层 面走 向垂 直 。钻 孔 遇层角小 于 临界值 ， 则钻孔 沿层 面下滑 ， 位角变 方 化不 定 。钻 孔 弯 曲强 度 的 大小 与遇 层 角 的大 小 有 关 。当遇层 角为 ４ 。 ， ５时 钻孔弯 曲强度最 大。 ３ 在软硬互 层 的岩层 中钻 进 时 ， ） 由于 钻孔 从软 岩层进 入应硬 岩层时 ， 弯曲强度较 大 ， 虽然从 硬岩层 进 入软 岩层 时 ， 弯曲强度较 小 ， 但最 终钻孔 弯曲 的趋
顶层进 ； 于此 值 时 ， 孑 将 沿 着 硬 岩 的层 面下 滑 低 钻 Ｌ （ 俗称顺 层 跑 ） 临界值 的大小 决 定 于 硬 岩 的硬 度 。ｆ
和钻头 的类 型 ， 常为 １ 。 ２ 。 通 ０ ～ Ｏ。
４ 钻孔 弯 曲的规 律
１ 在均质 岩层 中钻进 时 ， 孔 弯 曲强 度小 于在 ） 钻 不均质 岩层 的弯 曲强度 ， 岩石的各 向异性程 度越高 ， 则 钻孑 的弯 曲强度越大 。 Ｌ ２ 在层 理 、 理 发 育 的岩 层 中钻进 时 ， 孔 朝 ） 片 钻 着垂 直 于层 面 的 方 向弯 曲。钻 孔 遇 层 角 大 于 临界
向弯 曲 ， 包裹 体越 硬 ， 曲越 强 烈 。 弯
５ 钻 孔 顶 角 大 时 ， 位 角 变 化 小 ； 孔 顶 角 小 ） 方 钻 时， 方位 角变 化大 ， 一 般 规 律 ， 位 角 的变 化一 般 按 方
与钴具 的 回转 方 向一 致 。 只 是 在 顶 角 接 近 ０ 的钻 。
（ 甘肃省地矿局第一地质矿产勘查 院， 甘肃 天水 ７ １２ ） ４ ０ ０ 摘 要 ： 孔斜 规律 明显的地层或岩层倾角较大 ， Ｌ 对 钻孑 轴线无 法与之垂直相交 的地层 ， 应充 分利用造斜地层 的 自然
弯曲规律 ， 以人工控制措施 ， 辅 设计假 想定 向孔。
关键 词 ： 孔 弯 曲 ； 计 钻 孔 钻 设