鉆孔彎曲測(cè)量陀螺測(cè)斜儀

利用陀螺的慣性原理來(lái)定向的測(cè)斜儀。其定向部件是方位陀螺儀，它是利用修正裝置、消除地球自轉(zhuǎn)影響的三自由度陀螺儀。自由陀螺儀相對(duì)固定坐標(biāo)系的穩(wěn)定性（又叫定軸性）和進(jìn)動(dòng)規(guī)律，是陀螺測(cè)斜儀的工作基礎(chǔ)。因方位陀螺儀的主軸能保持在水平和初始給定的方位上，所以，可作為鉆孔方位角測(cè)量的基準(zhǔn)。鉆孔方位角(α)的測(cè)量是由鉆孔測(cè)量起點(diǎn)平面Q（陀螺儀地面定向方位）與鉆孔終點(diǎn)平面(Z) (鉆孔傾斜方向)間的終點(diǎn)角(φ)，根據(jù)鉆孔頂角數(shù)值換算而得（見(jiàn)圖）。

用磁羅盤測(cè)量鉆孔方位角的測(cè)斜儀，有下列幾種類型：①機(jī)械鎖卡單點(diǎn)測(cè)斜儀。這是一種利用機(jī)械鐘來(lái)定時(shí)的測(cè)斜儀，它可按鉆具到達(dá)井停留在孔內(nèi)某點(diǎn)所需的預(yù)定時(shí)間來(lái)鎖卡擺錘和羅盤磁針，然后提到地面讀出其頂角和方位角讀數(shù)。②地面控制多點(diǎn)測(cè)斜儀。這是一種利用平衡電橋原理的測(cè)斜儀。隨孔斜變化的探管角度傳感器的電阻數(shù)值（孔斜數(shù)據(jù)），可由地面儀器面板上與平衡橋臂電位器同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的度盤指示出來(lái)，從而可于探管在孔內(nèi)移位過(guò)程中進(jìn)行無(wú)限多點(diǎn)測(cè)量。③單點(diǎn)、多點(diǎn)照相測(cè)斜儀。這是一種用孔內(nèi)照相技術(shù)來(lái)顯示鉆孔頂角和方位角的測(cè)斜儀。這類儀器常見(jiàn)的測(cè)角部件式樣有懸錘－磁羅盤式、磁環(huán)浮子式等。其測(cè)斜數(shù)據(jù)可由照相底片上，懸錘十字絲或儀器軸線標(biāo)志，投影在羅盤（有頂角刻度的）面上的位置讀出。這類儀器在中國(guó)、美國(guó)、前蘇聯(lián)和歐洲各國(guó)等廣泛使用。

鉆孔頂角是鉆孔在其各測(cè)點(diǎn)處傾斜方向的垂直平面上偏離鉛垂線的角度，可利用地球重力場(chǎng)，以鉛垂線為基準(zhǔn)，采用液面水平、懸錘、擺錘等方法測(cè)量。高精度測(cè)量采用閉環(huán)式加速度計(jì)。鉆孔方位角是鉆孔水平投影偏離磁北(N)的角度，利用地球磁場(chǎng)、以地球磁子午線為定向基準(zhǔn)，用磁羅盤測(cè)量。高精度測(cè)量采用磁通門。在強(qiáng)磁性礦區(qū)的鉆孔內(nèi)，要采用以慣性定向原理的陀螺儀測(cè)量。

又稱孔斜。由于自然地質(zhì)因素及鉆探工藝因素會(huì)造成鉆孔彎曲，使鉆孔偏離原來(lái)設(shè)計(jì)的頂角與方位角?？仔辈粌H會(huì)給施工帶來(lái)困難，降低鉆探效率，易誘發(fā)孔內(nèi)事故，而且會(huì)歪曲礦體形態(tài)與產(chǎn)狀，影響勘探結(jié)果的準(zhǔn)確程度。所以按一定距離測(cè)斜和防斜在鉆探施工中是非常重要的。

地質(zhì)勘探的目的是為了對(duì)礦區(qū)做出正確的評(píng)價(jià)，提交地質(zhì)勘探報(bào)告，給礦山開采設(shè)計(jì)提供可靠的資料。報(bào)告中礦產(chǎn)儲(chǔ)量計(jì)算的重要依據(jù)之一是鉆孔軸芯線在地下空間的坐標(biāo)位置，它的坐標(biāo)位置是否真實(shí)可靠，取決于鉆孔各測(cè)點(diǎn)處的深度、頂角、方位角數(shù)據(jù)。，前述實(shí)例表明：由于在鉆探施工中，對(duì)鉆孔的頂角、方位角測(cè)量不準(zhǔn)、不全、未能反映鉆孔軸芯在地下空間的真實(shí)坐標(biāo)位置，給地質(zhì)上造成了假象，導(dǎo)致礦產(chǎn)儲(chǔ)量與位置不準(zhǔn)確，給礦山開采帶來(lái)了極大的浪費(fèi)和損失。

因此認(rèn)真做好鉆孔彎曲測(cè)量工作，如實(shí)地反映鉆孔軸芯線在地下空問(wèn)的坐標(biāo)位置，對(duì)地質(zhì)、礦山生產(chǎn)具有重要的意義。同時(shí)對(duì)鉆探施工生產(chǎn)也具有很重要的意義。因?yàn)殂@孔嚴(yán)重彎曲會(huì)給施工帶來(lái)重重閑難，在材料、時(shí)間、人力等方面造成極大的浪費(fèi)和損失。

屬實(shí)時(shí)測(cè)量。鉆探過(guò)程中對(duì)孔底頂角、方位角隨時(shí)進(jìn)行測(cè)量，是及時(shí)有效地保證鉆孔按正確方向延伸，提高鉆探效率、獲得更準(zhǔn)確資料的先進(jìn)方法。地面與孔底信息的傳輸通道有4種方法：①導(dǎo)線法。如柔桿法、內(nèi)嵌銅管法、內(nèi)嵌硬導(dǎo)線法、電纜法等，其中以電纜法應(yīng)用最廣。電纜傳輸信息的轉(zhuǎn)向儀應(yīng)用最廣。這類儀器由磁通門和加速度計(jì)等測(cè)量傳感器組成，能連續(xù)指示鉆孔頂角、方位角、工具面向角的變化和其他參數(shù)。②泥漿脈沖法。它是在鉆桿柱泥漿流中，設(shè)置受測(cè)量傳感器控制的扼流閥，流動(dòng)的泥漿柱受控時(shí)，便產(chǎn)生壓力脈沖的變化，其信息以脈沖數(shù)目編碼，或以脈沖振幅、脈沖相位用二進(jìn)位數(shù)制進(jìn)行編碼，由地表壓力檢測(cè)器接收?？捎酶鞣N傳感器，分別測(cè)量鉆孔頂角、方位角、工具面等參數(shù)。③電磁波法。④聲波法。電磁波法和聲波法都處在試驗(yàn)階段，由于信號(hào)衰減和噪聲干擾，在深鉆孔中需用重發(fā)器。2100433B