巖心鉆探工程質(zhì)量概述doc-資料下載頁
2025-07-18 02:30本頁面
【正文】 鉆進時的彎強；⑶均質(zhì)巖石鉆進的鉆孔彎曲強度小于在非均質(zhì)巖石中的彎強，且?guī)r石的各向異性程度越高，則鉆孔彎曲強度越大；⑷層理、片理和軟硬互層中鉆進，鉆孔朝著垂直于層理面、片理面的方向彎曲；⑸松散非膠結巖石、大溶洞時，鉆孔趨向下垂直位置；鉆遇硬包裹體時，可能朝任意方向彎曲；⑹層理水平或接近水平的巖石中鉆進垂直孔時，即使巖石各向異性很強，軟硬不均程度很大，鉆孔也不會產(chǎn)生較大彎曲； ⑺孔壁間隙大，粗徑鉆具短，鉆具剛度差，則鉆孔彎曲強度大；⑻鉆孔頂角小，方位變化大；鉆孔頂角大，方位變化小。頂角超過30186。時，方位趨于穩(wěn)定，按一般規(guī)律方位角彎曲往往與鉆具回轉(zhuǎn)的方向一致。㈣鉆孔彎曲的測量及儀器（鉆孔彎曲的測量及儀器，具體內(nèi)容將由地測室專人負責培訓。）為了隨時掌握與控制鉆孔空間位置的變化，預防與糾正鉆孔彎曲，在鉆進中必須測量鉆孔軌跡各孔段上的基本參素即：頂角、方位角和孔深。這一工作稱為鉆孔彎曲度測量簡稱測斜。鉆孔彎曲的測量原理包括頂角測量原理和方位角測量原理。頂角測量原理：①液面水平原理（氫氟酸側列）；②懸錘原理。方位角測量原理：①地磁場定向原理；②地面定向原理?？咨顪y量一般只是借助電纜（測繩）或鉆桿將測斜儀下入到指定深度來控制。 頂角測量原理測量頂角度必須符合兩個條件：該角度代表測點鉆孔軸線與鉛垂線的夾角；該角度在鉆孔彎曲平面內(nèi)。⑴液面水平原理（氫氟酸測斜） 把20～30％濃度的氫氟酸注入長度為100～150mm內(nèi)徑為15～25mm的玻璃試管中。注入量為試管長度的1／3左右。然后，將盛有氫氟酸的玻璃試管裝在特制的接頭內(nèi)，用橡膠塞加以密封。用鉆桿將其下到孔內(nèi)待測位置，靜止停留15～25min后，提鉆取出試管。由于氫氟酸對玻璃的腐蝕作用，在試管上留有液面痕跡。根據(jù)液面的高低，就可算出頂角。 由于有毛細管的作用，試管形成了如右圖所示的蝕痕曲面。由此測出的頂角必須校正，按下式可求出實際頂角θ：θ=θ′+E 式中θ鉆孔的實際頂角，θ′玻璃試管上實測頂角，E校正角。為了避免計算和校正上的麻煩，可以利用傾斜儀來直接測定。⑵懸錘原理懸錘測量鉆孔頂角的原理是利用地球重力場，如下圖所示?？蚣芸衫@a軸靈活轉(zhuǎn)動，b軸與a軸垂直相交，在b軸中點0懸掛一能靈活轉(zhuǎn)動的弧形刻度盤，刻度盤轉(zhuǎn)動面與鉆孔彎曲平面一致，刻度盤因重力作用永遠下垂。當儀器在垂直孔內(nèi)時，刻度盤上的0186。正對準弧形豎板了上的標線，即頂角為0186。；當儀器在傾斜孔內(nèi)時，弧形豎板傾斜一個角度，此角度就是鉆孔頂角θ。懸錘原理測量鉆孔頂角示意圖方位角測量原理 根據(jù)鉆孔方位角的定義，方位角的測量必須滿足兩個條件：一是該角度必須是鉆孔軸線上某點的切線方向與地北的夾角；其二該角度必須是水平面上的角度。 在無磁性干擾或干擾很小的孔段中，可利用地磁場定向原理；在有磁屏蔽(如在套管內(nèi))或磁干擾較大(如存在磁性礦體)的孔段中，因為磁針失去定向能力，可用地面定向原理。⑴地磁定向原理地磁場定向原理是利用羅盤磁針的指北特性或磁敏感元件(磁通門)確定傾斜鉆孔的方位角。因此，測量時羅盤必須處于水平狀態(tài)，并且羅盤上0186。線必須指向鉆孔彎曲方向。為了滿足這些要求，羅盤的轉(zhuǎn)動軸應垂直于鉆孔彎曲平面，并且在其下部裝有重塊，使羅盤保持水平。此外，羅盤上0186。與180186。連線及框架上的偏重塊都在框架的垂直平分平面內(nèi)(即鉆孔彎曲平面內(nèi))，偏重塊與180186。線同側。這樣一來，在傾斜鉆孔中180186。線必定指向鉆孔彎曲方向。此時，0186。線與磁針指北方向的夾角就是鉆孔的磁方位角。(如下圖)二、方位角測量原理 地面定向原理 在地面將定位方向傳到孔內(nèi)各個測點。如圖，取地磁場定向原理圖鉆孔方位角示意圖⑵地面定向原理在地面將定位方向傳到孔內(nèi)各個測點。如圖，取地面定位方向為OA，其方位角為α0，鉆孔彎曲方向為OB，其方位角為α1，∠AOB＝ α1 α0。若令∠A′O′B′＝ф，則在鉆孔橫截面上的ф角，即為終點角。式中：α定位與鉆孔傾斜方向方位角差；ф終點角；θ測點處鉆孔頂角。該原理應用的具體方法有鉆桿定向法、環(huán)測定向法和陀螺慣性定向法。 地面場定向原理圖鉆孔方位角示意圖⑶陀螺定向原理 陀螺定向原理是利用陀螺馬達高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的定軸特性來測量方位角的?？捎糜诖判缘V體和磁屏蔽情況下測量鉆孔彎曲度。 如圖，高速旋轉(zhuǎn)陀螺支撐于自身的轉(zhuǎn)軸及內(nèi)、外環(huán)的轉(zhuǎn)軸上，三軸在空間相互垂直正交并交于一點，該點與陀螺的重心重合，使陀螺電機具有三個方向的自由度。三自由度高速旋轉(zhuǎn)的陀螺轉(zhuǎn)子軸，在軸承無磨擦的情況下，在空間的方向保持不變，這個特性稱作陀螺儀的定軸性。陀螺還具有進動性，即外框架轉(zhuǎn)軸上有干擾力矩時，內(nèi)框架轉(zhuǎn)軸進動，使陀螺軸發(fā)生傾斜，因此要進行水平修正；而內(nèi)框架轉(zhuǎn)軸上有干擾力矩時，外框架轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，使陀螺軸產(chǎn)生漂移，因此要進行漂移量修正。 JDL—1型陀螺測斜儀⑷JDL—1型陀螺測斜儀 該儀器結構主要分3個部分。上半部是一組由電容、電感組成的濾波網(wǎng)絡和穩(wěn)壓電源(上圖中未畫出)。下半部上方是由兩個自由框架組成的測量系統(tǒng)，下方是鎖緊系統(tǒng)和修正系統(tǒng)。它由兩個伺服電動機、兩套減速齒輪以及正反向繼電器和限位接觸器等組成。 除孔內(nèi)探管外，全套儀器還包括有地面測量面板，用以控制和監(jiān)測孔內(nèi)儀器的工作狀態(tài)，并利用電位補償原理、度盤讀數(shù)方式測出鉆孔頂角和終點角；整流穩(wěn)壓器，用以將交流電經(jīng)整流、濾波和穩(wěn)壓后，輸出llV及20～25V兩檔直流電壓，提供給儀器測量面板和變流器；用以將整流穩(wěn)壓器提供的直流電源轉(zhuǎn)變成3相400Hz的交流電，驅(qū)動陀螺馬達。 28 / 28
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