鉆孔方位角

鉆孔方位角測量條件

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，二是該角度必須是水平面上的角度。

鉆孔方位角測量方法

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。

（1）地磁場定向原理

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0o線必須指向鉆孔彎曲方向。為了滿足這些要求，羅盤的轉(zhuǎn)動軸應垂直于鉆孑L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0o與180o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180o線同側(cè)。這樣一來，在傾斜鉆孔中180o線必定指向鉆孔彎曲方向。

此時，0o線與磁針指北方向的夾角就是鉆孔的磁方位角。

（2）地面定向原理

在地面將一定位方向設(shè)法傳到孔內(nèi)各個測點。采用地面定向原理測鉆孔方位角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。 2100433B

鉆孔方位角（azimuthal angle of hole）是指自鉆孔軸在水平面投影上的某點指北方向起，順時針方向與通過該點切線之間的夾角，稱作該點或該孔深處的鉆孔方位角，是確定鉆孔在地下空間位置一項參數(shù)。由于彎曲鉆孔在不同深度的方位角均不同，故在實際施工中，必須每隔一定的深度進行測定。

大地方位角基本概念

大地方位角是大地坐標系中表示方向的角量，是參考橢球面上過某點的子午圈與過該點某一方向的大地線間的夾角，大地方位角由子午圈北方向起按順時針方向計算，通常用A表示。它不能直接測得，而是由天文方位角按拉普拉斯方程換算而得。

大地方位角方向的確定

一條直線有正反兩個方向。如圖1所示，直線MN的方向可用用在M點的方位角

根據(jù)地質(zhì)或工程要求，利用鉆探設(shè)備，在巖層中鉆鑿的直徑遠小于其深度的柱形圓孔。鉆孔的最上部稱孔口，鉆孔的底面稱孔底，由孔口至孔底的整個柱狀側(cè)面稱孔壁。整個鉆孔有時也稱為孔身。根據(jù)工程目的不同，鉆孔可分為地質(zhì)勘探鉆孔、水文鉆孔、工程鉆孔等。

鉆孔測量鉆孔要素

鉆孔直徑、鉆孔深度、鉆孔方向是一個鉆孔的三要素。鉆孔要素取決于工程目的和施工條件。煤田地質(zhì)勘探鉆孔的直徑通常在75～172mm范圍內(nèi)；直徑小于75mm的稱小口徑鉆孔;直徑大于172mm的稱大口徑鉆孔或鉆井。煤田地質(zhì)勘探鉆孔的深度通常不超過1500m，深度在300m以內(nèi)的鉆孔稱淺孔；深度在300～800m的稱中深孔；深度超過800m的稱深孔。鉆孔方向即鉆孔軸線的指向。地面鉆孔有直孔和斜孔（鉆孔軸線同鉛垂線間夾角小于45°的鉆孔?？拥楞@孔的方向可變性很大，可以從垂直向下到垂直向上，但多數(shù)是接近水平的鉆孔。

鉆孔測量鉆孔結(jié)構(gòu)

又稱孔身結(jié)構(gòu)，指鉆孔由開孔到終孔的孔徑變化。通常在施工前對鉆孔結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，即提出對整個鉆孔與一定深度相對應的孔徑變化要求，并以剖面圖的形式繪出。設(shè)計內(nèi)容包括埋設(shè)孔口管的直徑及深度、開孔直徑和鉆進深度、各個需變徑孔段的直徑和鉆進深度。如須下入套管，還應繪出套管規(guī)格、下入位置、層數(shù)及固定方法，并附文字說明以及終孔直徑和終孔深度等?？咨斫Y(jié)構(gòu)剖面又稱鉆孔技術(shù)剖面，它作為《鉆孔地質(zhì)技術(shù)指示書》的重要內(nèi)容之一，是鉆孔施工的主要依據(jù)。設(shè)計時，綜合考慮鉆孔的工程目的、巖層特點、最大深度、合理的終孔直徑以及鉆進方法、護孔措施、設(shè)備能力等，并在滿足地質(zhì)或工程要求的前提下力求簡化孔身結(jié)構(gòu)；盡量縮小整個鉆孔的直徑;盡少變換孔徑，不下或少下套管，以加快鉆進速度、降低鉆探成本。常用的設(shè)計方法是先根據(jù)鉆孔工程目的及最大鉆進深度確定合理的最小終孔直徑，再據(jù)穿過的巖層性質(zhì)、孔壁穩(wěn)定情況及合理利用設(shè)備功率等因素，自下而上逐段推出變徑位置以及開孔直徑。對于較復雜的孔段應考慮進行技術(shù)處理或下入套管的可能，保留進行擴孔或下入套管的備用直徑，不強求簡化。

鉆孔測量鉆孔功能

①獲取巖心、巖屑或煤層氣樣品，必要時從孔壁補取巖樣。

②作為煤田測井通道，獲取巖層各種地球物理信息。

③簡易觀測地下含水層水文地質(zhì)動態(tài)。

④有的鉆孔可探采結(jié)合，開采地下水、煤成氣，地熱等。