地面受控定向鉆進簡介

地面受控定向鉆進方法是由常規(guī)定向鉆進（多頭鉆進）發(fā)展起來的。由于采用了計算機輔助鉆進和長度短、扭矩大的螺桿鉆具以及隨鉆測量等新工藝和新設(shè)備，使這種鉆進技術(shù)已從早期的長曲率半徑（大于300m）的側(cè)向水平鉆進，發(fā)展到中半徑（100m左右）的側(cè)向水平鉆進（20世紀80年代中期）和短半徑（10-30m）的側(cè)向水平鉆進（20世紀80年代末期）。側(cè)向水平鉆進與常規(guī)定向鉆進的區(qū)別是，前者造斜率大，水平孔段長；而后者水平孔段很短，或只與礦層（煤層）接觸，礦層裸露面有限。美、英、德等國曾用側(cè)向水平鉆進孔排放瓦斯和勘探煤層，我國煤炭系統(tǒng)僅能施工常規(guī)定向鉆孔或長半徑側(cè)向水平孔，用于勘探和注漿 。

側(cè)向水平鉆進主要采用孔底發(fā)動機（或稱井下動力鉆主要是螺桿鉆）鉆進的方法。螺桿鉆安裝在鉆頭上部，在鉆進過程中鉆桿柱不旋轉(zhuǎn)，沖洗液或壓縮空氣通過鉆桿壓入螺桿鉆，迫使其中的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，然后將旋轉(zhuǎn)扭矩傳送給鉆頭，進行鉆進。螺桿鉆結(jié)構(gòu)簡單，易損件少，鉆具長度短，適于大斜度定向鉆進。由于鉆桿柱不回轉(zhuǎn)，易于控制鉆孔的頂角和方位；能連續(xù)造斜；可在地面通過鉆桿柱來控制造斜角度和穩(wěn)定造斜方位。

按設(shè)計曲線軌跡準確鉆進至目標層位是側(cè)向水平鉆進的關(guān)鍵步驟。在這一階段除了采用專門設(shè)計的孔底發(fā)動機外，還要采用合適的造斜方法和器具以及測斜儀器。近年來，造斜方法和器具發(fā)展迅速，現(xiàn)已從原始的偏斜楔發(fā)展到無楔連續(xù)造斜；對于孔底發(fā)動機鉆進，已從采用普通彎接頭定向發(fā)展到采用可調(diào)式彎外管裝置；從普通穩(wěn)定器糾斜發(fā)展到使用偏心可調(diào)式穩(wěn)定器糾斜 。

測斜儀器可以說是定向鉆進工作者的眼睛，是控制鉆孔軌跡必不可少的工具。早期是采用單點或多點照相測斜儀，后來使用陀螺儀定向測斜。到20世紀80年代，隨鉆測量儀器的投入使用，給定向鉆進工藝帶來了一次新的飛躍，因為隨鉆測量能實時地監(jiān)視孔斜、方位、工具面方向和孔底溫度等參數(shù)，不用把儀器提到地面就可控制鉆孔的軌跡，這不僅大大減少了定向造斜的時間，而且因地層和其它原因所造成的軌跡偏移也易于糾正 。

隨鉆測量儀器很多，它們大多利用重力加速度計做傾角傳感器，用磁通門做方位參數(shù)傳感器，用集成電路溫度傳感器提供孔內(nèi)溫度參數(shù)。這些信號的傳輸，大多采用電纜或泥漿壓力波，正在研究聲波傳輸和大地電磁波傳輸技術(shù) 。2100433B

研究針對多寶山- 銅山礦區(qū)多年存在的孔斜難題，采取S59繩索取心鉆桿和LZ-54合及其配套技術(shù)，成功地施工了5個受控定向深孔，并在深孔中實現(xiàn)了枝，擴大了機械式連續(xù)造斜器的應用范圍。此外，研究還采用速凝高強中建立人工孔底，進行分枝鉆進，繞過事故孔段，因此避免了兩個鉆孔 2100433B

受控定向鉆探技術(shù)是人為定向，控制地下鉆孔施工軌跡的鉆探技術(shù)。在皇城山礦區(qū)器及配套器具，采用均角全距檢測計算法，分別以“自上而下”和“自施工工藝完成了兩 組雙控底定向孔，鉆孔質(zhì)量達到預定目的。主要特了受控定向孔的施工工藝。2、人工彎曲段彎曲強度大。3、系統(tǒng)地采用的糾斜理論和具體方法。 2100433B