DZ∕T 0054-2014 定向鉆探技術規(guī)程（正式版）

中華人民共和國地質礦產行業(yè)標準代替DZ/T0054—1993I前言 Ⅲ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14定向鉆探工程設計 34.1設計的基本要求 34.2設計依據(jù) 34.3設計內容 34.4設計的技術要求 45定向鉆探設備和器具的選擇 55.1常規(guī)鉆探設備的選擇 55.2造斜鉆具的選擇 55.3測量儀器的選擇 65.4造斜鉆頭的選擇 65.5定向鉆進輔助器具的選擇 66定向鉆進施工工藝 76.1造斜鉆進前的準備 76.2人工孔底的建造 76.3造斜器具的檢查 76.4造斜鉆具的下放 86.5造斜鉆具的定向 86.6偏心楔造斜鉆進 96.7連續(xù)造斜器造斜鉆進 96.8螺桿鉆具造斜鉆進 6.9定向鉆進對沖洗液的要求 7特種定向孔鉆進 7.1高精度垂直孔鉆進 7.2大頂角和水平定向孔鉆進 7.3對接孔鉆進 8定向孔軌跡控制 8.1直孔段鉆進 8.2造斜段鉆進 8.3穩(wěn)斜段和水平段鉆進 9定向鉆孔測量及軌跡計算 10定向鉆進事故的預防和處理 Ⅱ10.1一般要求 10.2偏心楔造斜鉆進事故的預防和處理 10.3連續(xù)造斜器造斜鉆進事故的預防與處理 10.4螺桿鉆具造斜鉆進事故的預防與處理 10.5穩(wěn)斜鉆進事故的預防與處理 11定向孔質量 11.1定向孔質量要求 11.2提高定向孔質量的措施 12定向鉆進施工管理 附錄A(資料性附錄)推薦定向孔設計計算方法 附錄B(資料性附錄)定向工具面向角的計算公式 22附錄C(資料性附錄)定向孔軸線軌跡計算方法 23參考文獻 Ⅲ本標準在繼承DZ/T0054—1993《定向鉆進技術規(guī)范》的重要技術內容的基礎節(jié)結構、章節(jié)技術內容和附件內容等進行了補充和修改。與DZ/T0054—1993相比，除編輯性修改外主要技術變化如下： 對定向鉆孔設計、定向鉆探設備和器具的選擇、定向鉆進施工工藝、定向鉆進事故的預防和處理等章節(jié)作了較大的修改；——刪除了“定向鉆探設備和器具的選擇”中的推薦選用的泥漿泵、連續(xù)造斜器及液動孔底動力鉆具等參數(shù)表；補充了造斜鉆進測斜記錄表、終孔驗收測量記錄表及定向孔軸線軌跡坐標計算表本標準由中華人民共和國國土資源部提出。本標準由全國國土資源標準化技術委員會(SAC/TC93)歸口。本標準起草單位：中國地質科學院勘探技術研究所。本標準所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為：1定向鉆探技術規(guī)程本標準規(guī)定了定向鉆探的設計、設備的選擇、施工工藝、軌跡控制與測量、事故的預防和處理及施工管理等技術要求。本標準適用于地質巖心鉆探工程中的定向鉆探，工程勘察、工程施工、水文水井鉆探及油氣井鉆探中的定向鉆探設計和施工可參照本標準。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T5005鉆井液材料規(guī)范GB9151鉆探工程名詞術語AQ2004地質勘探安全規(guī)程DZ/T0227地質巖心鉆探規(guī)程3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復列出GB9151中定向鉆進方面的某些術語和定義，并加以補充和完善。利用鉆孔自然彎曲規(guī)律或采用人工造斜工具使鉆孔產生一定彎曲迫使鉆孔的軸線按設計軌跡延伸的一種鉆探方法。初級定向孔preliminarydirectionalborehole采用常規(guī)技術和工藝，利用地層自然致斜趨勢和規(guī)律完成的定向孔。受控定向孔controlleddirectionalborehole采用造斜機具和工藝措施，使鉆孔軸線沿設計軌跡延伸的鉆孔。鉆孔軸線被首先設計和施工的鉆孔。從主孔中分支出來的定向孔。水平定向孔horizontalborehole鉆孔終孔軸線接近水平的定向孔。2對接孔intersectedborehole兩個或兩個以上相隔一定距離且要求在靶區(qū)相對接的鉆孔。鉆孔軸線上某點沿軸線延伸方向的切線與垂線之間的夾角。[GB9151—1988,定義14.1方位角azimuthangle在水平面上，自正北向開始，沿順時針方向，與鉆孔軸線水平投影上某點的切線之間的夾角。[GB9151—1988,定義44.1.1]造斜率deflecfionrate單位造斜鉆進進尺中形成的鉆孔全彎曲角度。鉆孔的設計自標點。以靶意為中心，允許偏差的區(qū)域。工具面向角toolface在造斜點處造斜工具彎曲方向的平面與鉆孔軸線的鉛垂平面之間的夾角。反扭轉角inversetorqueangle螺桿鉆具工作時產生的反扭矩使得孔底鉆具外殼向逆時針方向轉動的角度。隨鉆測量measuringwhiledrilling;MWD在鉆進過程中實時測量鉆孔孔底參數(shù)的技術。電磁波隨鉆測量electro-magneticmeasuringwhilednilfng;EMWD利用電磁波進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾S鉆測量技術。垂直鉆進系統(tǒng)verticaldrillingsystem;VDS可適時測量、自動糾斜，并控制糾斜機構保持鉆孔垂直的鉆進裝置。泥漿脈沖隨鉆測量mudpulsemeasuringwhiledrilling;MP-MWD利用沖洗液壓力變化進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾S鉆測量技術。中靶引導系統(tǒng)target-hittingguidancesystem利用人工磁場等方法，測量鉆頭與靶點之間的相對位置，引導鉆頭進入靶區(qū)的鉆進系統(tǒng)。34定向鉆探工程設計4.1設計的基本要求4.1.1每項定向鉆探工程施工前應進行工程設計，未經(jīng)審批不得施工。4.1.2一個工區(qū)若施工多個定向孔，應有總體施工設計和單孔設計。對相同結構的定向孔有代表性的單孔設計即可。4.2設計依據(jù)4.2.1勘探地質條件4.2.1.1地質構造、巖(礦)層產狀、礦體形態(tài)、地層壓力、地溫梯度及鉆進特性。4.2.1.2勘探階段及勘探網(wǎng)度，目的層埋藏深度。4.2.1.3若采用磁性儀器，還需了解施工地區(qū)大地磁場參數(shù)，如磁場強度、磁傾角、磁偏角等。4.2.2氣象資料勘探區(qū)域的氣象資料，包括全年氣溫、濕度、氣壓和降雨量等。4.2.3地形條件地表對孔位的限制條件。4.2.4施工歷史資料同一地區(qū)已施工鉆孔(如有)的測斜資料。對靶區(qū)范圍的要求。委托方與設計方之間關于勘探工程設計的合同或協(xié)議。4.3設計內容4.3.1定向孔軸線軌跡設計4.3.1.1選擇合適的定向孔設計計算方法。推薦的定向孔設計計算方法參見附錄A。4.3.1.2確定定向孔的類型、孔身剖面形式。4.3.1.3確定中靶精度。4.3.1.4確定鉆孔在靶點的遇層角。4.3.1.5確定造斜點或分支點的位置。4.3.1.6確定彎曲孔段的曲率和長度。4.3.1.7確定各孔段空間要素。在已確定靶區(qū)、靶點遇層角、造斜點或分支點位置、彎曲孔段曲率的基礎上，應進一步確定：a)各孔段的長度；b)各孔段始末點的頂角和方位角；4c)各孔段始末點垂深和水平移距。4.3.1.8繪制設計的鉆孔軌跡三維曲線圖或二維投影圖。定向孔鉆進工藝設計應包括以下內容：b)鉆機、泥漿泵和造斜器具之間的參數(shù)匹配計算；c)鉆具組合設計；d)關鍵技術參數(shù)設計；e)定向方法和測量技術；g)采取巖心的工具與工藝；h)沖洗液配制與護壁、堵漏措施；i)未能取得造斜效果的預備方案。定向孔施工勞動組織設計應包括以下內容：a)人員組織和崗前培訓；c)工期計劃；e)應急預案；f)安全與環(huán)境保護措施；g)預估經(jīng)濟效益。4.4設計的技術要求4.4.1充分了解和掌握定向孔設計的原始資料。4.4.2確保地質目的和工程需要。4.4.3充分利用地層的致斜規(guī)律，減少人工造斜工作量。條件許可時，盡可能采用初級定向孔實現(xiàn)中靶的目的。4.4.4選擇合理的鉆孔軸線軌跡設計順序。鉆孔軸線軌跡設計順序按以下要求進行合理選擇。a)如開孔點(或分支點)已定，設計時宜從開孔點逐漸推移到靶點；如開孔點(或分支點)未定，設計時一般應選擇從靶點逐段推移至開孔點；b)多分支孔主孔和分支孔的設計原則是先主孔，后分支孔。4.4.5遇層角不應小于30°,在條件許可時宜選用較大的遇層角。4.4.6選擇適合的鈷孔曲率，應在保證粗徑鉆具和擬下套管能順利通過的基礎上力求設計的孔身最4.4.7合理選擇開孔頂角，較深的定向孔和多分支孔的主孔宜設計為直孔開孔。4.4.8確定合適的造斜點和分支點。確定造斜點和分支點時應注意：5b)靶點垂深小而水平移距大，造斜點或分支點應選擇在鉆孔的淺部；反之，可選擇在鉆孔的深部4.4.9鉆孔軸線軌跡設計應考慮施工方便與安全鉆進。確定鉆孔結構時應注意：a)綜合考慮地層情況、護壁措施、鉆進方法和終孔直徑等因素，應在保證安全鉆進的條件下力求b)如遇復雜地層，應采用多級孔徑和套管護壁。5定向鉆探設備和器具的選擇5.1常規(guī)鉆探設備的選擇5.1.1應根據(jù)礦區(qū)的地層條件、設計孔深、鉆孔結構、鉆進方法和造斜工具5.1.2應選用調速范圍大、裝有鉆進參數(shù)儀表的液壓鉆機。5.1.3應選用與造斜工藝相適應的泥漿泵。當選用螺桿鉆具造斜鉆進時，所選用泥漿泵的參數(shù)還應滿足螺桿鉆具工作的需要。5.2.1.1偏心楔造斜宜用于可鉆性4級以上、比較完整的地層。5.2.1.2根據(jù)巖石可鉆性及造斜鉆進的需要，楔頂角可在2°~5°范圍內選擇。在巖層軟或偏心楔造斜后僅需向下鉆進較短距離的條件下，楔頂角宜取較大值；在巖層硬或偏心楔造斜后需繼續(xù)向下鉆進較長距離的條件下，楔頂角宜取較小值。5.2.1.3固定式偏心楔宜用于分支孔造斜鉆進；可取式偏心楔宜用于自然孔底造斜鉆進。5.2.1.4楔頂完全敞開的開口式偏心楔可用于同徑造斜；上部有支承環(huán)的閉口式偏心楔僅可用于小一5.2.2.2連續(xù)造斜器可選擇由鉆桿柱驅動或由螺桿馬達驅動。5.2.3.1在要求連續(xù)造斜且要求造斜鉆具對地層具有較強的適應性時，宜選用螺桿鉆具。螺桿鉆具既可用于中硬至堅硬地層中，也可用于可鉆性低至3級或比較軟弱、破碎的巖層中，時，造斜強度可增加至1.2/m～2°/m,但不可用于長距離、連續(xù)造斜。65.2.3.4應根據(jù)巖石可鉆性和選用的鉆頭類型確定螺桿鉆具的轉速和扭矩。近鉆頭偏心塊等。5.2.3.6在施工水平孔、對接孔和高精度垂直孔等定向孔時，應優(yōu)先選用螺桿鉆具作為造斜工具。5.2.3.7螺桿鉆具在大修后，未進行出廠試驗、出具測試報告并取得產品質量合格證，不得投入使用5.3.1根據(jù)造斜器具類型、定向精度要求和是否有磁場干擾等因素選擇測量儀器。5.3.2非磁性礦區(qū)可選用磁感應式測量儀器，如單點測斜儀、多點測斜儀、隨鉆測量儀等；磁性礦區(qū)則必須選擇不受磁場干擾的測量儀器，如陀螺測斜儀、光電測斜5.3.4使用螺桿鉆具造斜時，可選用單點測斜儀、多點測斜儀或隨鉆測量儀。5.4.1應根據(jù)造斜孔段的巖石可鉆性和采用的造斜工具合理選擇造斜鉆頭。5.4.2在可鉆性6級以下巖層中造斜宜選用牙輪鉆頭、硬質合金鉆頭、復合片鉆頭或金剛石鉆頭；在可鉆性7級以上的巖層中宜選用金剛石鉆頭。5.4.3在堅硬巖層中采用全面造斜鉆頭造斜時，鉆頭應設置中心水眼鉆取小巖心，避開造斜鉆頭中心形成“死點”;在軟及中硬巖層中采用全面造斜鉆頭造斜時，應設置不對稱內錐形偏心水眼。5.4.4金剛石鉆頭的底面應有170°左右的凹角和較大的底部過水斷面。5.4.5金剛石造斜鉆頭外側刃應選用高品級的金剛石，出刃不宜過高，并應進行補強；有中心水眼的造斜鉆頭內側刃也應補強。5.4.6用連續(xù)造斜器造斜時，應選擇側刃鋒利的造斜鉆頭。5.5定向鉆進輔助器具的選擇無磁鉆桿長度一般不宜小于5m。無磁鉆桿的相對導磁率必須小于1.02,同時要求抗拉強度高、耐腐蝕性能好。應根據(jù)下列條件選擇：a)通孔直徑應滿足測量儀器順利通過；b)保證鎧裝電纜與水龍頭通孔處的密封性能c)耐壓值應與泥漿泵工作壓力相匹配；d)起吊重量應與大鉤負荷相匹配。應根據(jù)下列條件選擇：a)按測量儀器的信號傳輸方式選擇鎧裝電纜芯數(shù)；7b)根據(jù)定向孔孔深選擇鎧裝電纜直徑和長度，電纜的總長度應該留有余量；c)根據(jù)所選鎧裝電纜的長度和直徑確定絞車；d)電纜絞車應有變速裝置和可靠的制動裝置，還應配置精確測量電纜長度的儀表。采用螺桿鉆具造斜時，應選用耐壓不低于20MPa的高壓膠管。采用螺桿鉆具造斜時，泥漿泵輸出管路上必須安裝穩(wěn)壓罐，其安全壓力不得低于20MPa。泥漿循環(huán)系統(tǒng)應配備固控裝置，在吸水管路和輸出管路中應有過濾裝置。采用螺桿鉆具造斜時，鉆機應安裝反扭矩器。6定向鉆進施工工藝6.1造斜鉆進前的準備6.1.4造斜鉆進前應檢查鉆機、泥漿泵、鉆桿柱、動力系統(tǒng)及高壓管路系統(tǒng)并確認工作正常，鉆機配備的儀表應靈敏可靠。6.2人工孔底的建造6.2.1建造人工孔底是采用填充材料或器具將分支點以下井段填充起來以便給造斜作業(yè)提供一個堅實的基礎6.2.2人工孔底架橋材料可選用木塞、金屬塞和水泥塞，推薦采用水泥塞。6.2.5建造人工孔底的水泥塞材料可采用高標號普通水泥、超早強水泥和油井水泥，條件許可時應采6.2.6建立人工水泥孔底時，灌水泥前應清洗鉆孔，水泥應灌注至分支點以上15m～20m。應在候凝48h～72h后鉆孔取出水泥心，視其凝固情況決定可否進行造斜分支。6.3造斜器具的檢查86.3.1.2楔面應平順光滑。6.3.1.3組裝后各部件的聯(lián)結應堅固牢靠。6.3.2連續(xù)造斜器的檢查6.3.2.1使用前應按照使用說明書的要求進行組裝和調試。6.3.2.2組裝后各運動部件應轉動靈活，支撐卡固件應伸縮正常。6.3.2.3使用1次～2次后，應拆開清洗和檢查，及時更換已磨損零件。6.3.3螺桿鉆具的檢查6.3.3.1必須嚴格按照裝配圖及說明韋進行鉆具的組裝、拆卸和調試。6.3.3.2下鉆時，應在孔口啟動螺桿鉆具，檢查旁通閥關團和打開是百靈活，檢查螺桿鉆具啟動泵壓和空轉泵壓是否正常。6.4造斜鉆具的下放6.4.1應緩慢下放造斜鉆具。6.4.2不得將彎曲、變形、絲扣密封不好或有其他缺陷的鉆桿下入孔內。下鉆前應檢查鉆桿內有無異物堵塞。6.4.3連續(xù)造斜器在下鉆過程中遇阻時應提鉆，然后更換普通鉆具掃孔，清除孔丙障礙。不得將連續(xù)造斜器作為掃孔鉆具使用。6.4.4螺桿鉆具在下入套管前、應進行通進性校驗，避免因彎外管產生超徑使鉆具不能下人孔內。6.4.5螺桿鉆具在下鉆過程中遇阻時可并家掃孔，清除障礙或修磨孔壁。掃孔時鉆壓宜小，下放速度宜慢，禁止鉆桿反轉。6.4.6造斜鉆具下至距孔展0.5m左有時，應開泵沖孔。采用螺桿鉆具時，應確認開泵后螺桿鉆具能正常啟動，才能開始定向作業(yè)。6.5造斜鉆具的定向6.5.1工具面向角值的確定6.5.1.1造斜工具的工具面向角值可以用作圖法或公式計算求解。工具面向角值的計算公式參見附6.5.1.2必須將定向接頭與造斜鉆具組裝時所產生裝合差計人到工具面向角值中。6.5.1.3造斜鉆具下孔后，必須按設計的工具面向角值定向6.5.2.1在鉆孔頂角θ≤3°的鉆孔中應采用直接定向法。6.5.2.2在鉆孔頂角O>3°的鉆孔中既可采用直接定向法，也可采用間接定向法。6.5.2.3用螺桿鉆具造斜，且要求中靶精度高，應采用隨鉆測量法。6.5.3.1操作人員必須充分了解和掌握測量儀器的原理、結構、性能、適應范圍、操作方法和維護保養(yǎng)技術。6.5.3.2下孔前，應校驗測量儀器的頂角、方位角和工具面向角的精度，確認符合要求時方可使用，并保留校驗記錄。96.5.3.3孔下探管與電纜之間宜設置一小段安全電纜，其抗拉強度應小于電纜的強度。6.5.3.4孔下探管與無磁鉆桿內壁之間的單邊環(huán)隙應小于3mm。否則，孔下探管應加設扶正器，使探管下部的斜口管靴順利入鍵。6.5.3.5在鉆桿柱內下放探管應慢而穩(wěn)，以免受阻或入鍵時沖擊過大而損壞儀器。6.5.3.6采用有纜測量儀器定向時，應反復提放數(shù)次，如讀數(shù)或顯示重復性好，即可確認孔下探管已入鍵到位。6.5.3.7隨鉆監(jiān)測定向儀在定向后不必提出孔下探管，但通纜式水龍頭與電纜接觸處必須嚴格密封。6.6偏心楔造斜鉆進6.6.1在自然孔底施工定向孔或實施糾斜作業(yè)時，宜采用可取式偏心楔，采用可取式偏心楔時遵循以下施工工藝：a)用鉆桿將偏心楔下到距孔底0.5m左右的位置，然后進行定向；定向后將偏心楔下到孔底，加壓使楔體與孔壁卡固；b)采用小一級直徑的鉆具沿楔面導斜鉆進，鉆離楔面2.5m～3m;c)采用同徑錐形導斜鉆頭擴孔至新孔孔深，修磨孔壁后繼續(xù)鉆進。6.6.2在人工孔底施工分支孔宜采用固定式偏心楔。采用固定式偏心楔時遵循以下施工工藝：a)用鉆桿將刻有定向母線的偏心楔下到距孔底0.5m左右的位置，進行定向；之后將偏心楔下到人工孔底，加壓使楔體與孔壁卡固；繼續(xù)加壓剪斷偏心楔與鉆桿的連接螺釘，使偏心楔留在孔內；b)用錐形導斜鉆頭沿楔面導斜鉆進，鉆離楔面0.5m～1m,換用導斜延伸鉆具再鉆進3m以上c)測斜，驗證分支孔新孔底是否形成，并符合要求；d)修磨造斜孔段孔壁，使普通鉆具能順利通過造斜孔段，6.6.3過楔面鉆進時，應注意輕壓、慢轉、低鉆速，并常提動6.7連續(xù)造斜器造斜鉆進6.7.1用連續(xù)造斜器造斜鉆進時，應根據(jù)巖石可鉆性和鉆頭類型等因素合理選擇鉆進參數(shù)，一般鉆壓為25kN～30kN,轉速為100r/min～200r/min,泵量為50L/min～80L/min。6.7.2在連續(xù)造斜器下至距孔底0.5m左右時，應加大泵量邊沖孔下放到孔底。待泵壓正常后，再提離孔底進行定向，6.7.3造斜鉆進時，必須先加鉆壓后開車，所加鉆壓應比正常鉆進鉆壓大；應確保造斜器定子與孔壁可靠地卡固，慢轉速鉆進0.2m～0.3m,若無異常情況，即可提高轉速開始正常造斜鉆進。6.7.4造斜鉆進時嚴禁提動鉆具，并注意泵壓變化。6.7.5立軸倒桿時，必須先停車后卸壓，倒桿后必須先加壓后開車。未加夠額定鉆壓不得開車。6.7.6在造斜鉆進時，如因操作不當導致連續(xù)造斜器定向已發(fā)生改變，應立即停止造斜鉆進，提出地表；重新定向后才可繼續(xù)施工。6.7.7根據(jù)造斜目的和所鉆巖石的軟硬程度，連續(xù)造斜器每回次造斜進尺應控制在1.0m～1.5m,在繩索取心鉆孔中不應超過1.2m。6.7.8造斜鉆進結束后，應采用1.0m～1.2m短粗徑鉆具修擴孔壁，同時延伸鉆進2m～3m,然后使巖心管逐漸加長。6.7.9修孔和延伸鉆進后，應下入測斜儀進行測斜，確認造斜效果。6.7.10在水泥孔底造斜宜用側刃鋒利鉆頭，同時鉆壓應加大(30kN～32kN),轉速應降低(<100r/min),造斜進尺應延長。6.8螺桿鉆具造斜鉆進6.8.1用螺桿鉆具造斜鉆進時，應根據(jù)巖石可鉆性和鉆頭類型等因素合理選擇造斜率、鉆壓、鉆速、泥6.8.2螺桿鉆具造斜鉆進時，應及時消除反扭轉角對工具面向角的影響。6.8.3倒桿時應停車停泵，松開卡盤前應將鉆桿卡住以防止鉆桿反轉，避免工具面向角發(fā)生改變。6.8.4在單一穩(wěn)定地層中，造斜鉆進可連續(xù)完成。要求采取巖心時，造斜鉆進可分段或交替進行。6.8.5采用隨鉆測量技術施工不取心的定向孔時，宜加長回次進尺。6.8.6分支造斜時宜采用新鉆頭。分支鉆進。6.8.8分支造斜時，應采用1.5°或以上的彎外管螺桿鉆其，且鉆速不寓過快，應控制在0.5m/h~6.8.9新孔底形成后，應繼續(xù)造斜鉆進2m左右，沖孔5min～10min后再提錯。6.8.10完成造斜后必須修孔，6.8.11造斜鉆進進程中，應注意泥漿泵泵壓變化。6.9定向鉆進對沖洗液的要求6.9.1應根據(jù)巖層特性、鉆進深度、連續(xù)參數(shù)，沖洗液材料應符合GB/T5005的規(guī)定6.9.2為了保證連續(xù)造斜器、螺桿鉆具的正常工作和延長使用壽命，沖洗液中的含砂量應控制在1%6.9.3應采用流變特性好潤滑性能好和攜帶發(fā)屑能力強的優(yōu)質泥漿，用清水作沖洗液時宜添加潤滑7特種定向孔鉆進7.1高精度垂直孔鉆進7.1.1高精度垂直乳的孔斜偏差應控制在3%以內，應選用先進的鉆進設備，儀器和施工工藝。7.1.3推薦采用沖擊器鉆進?；蚵輻U鉆具和液動沖擊器組合鉆具鉆進7.1.5鉆孔軸線如發(fā)生偏離，應采用螺桿鉆具糾斜。于10m。7.2大頂角和水平定向孔鉆進7.2.1宜采用孔底動力鉆具。7.2.2宜采用動力頭式鉆機。7.2.3宜采用隨鉆測量儀。孔深較大時，宜采用泥漿脈沖式隨鉆測量儀或電磁波隨鉆測量儀。7.2.5在水平孔段穩(wěn)斜鉆進時，推薦采用單彎外管螺桿鉆具。如鉆桿強度足夠，可作慢速旋轉，實施復7.3.1對接孔必須達到較高的中靶精度，應采用高精度儀器監(jiān)測鉆孔軌跡并引導鉆頭準確進入靶區(qū)。7.3.2為提高中靶率，宜在靶點處采用擴孔鉆頭或水溶方式進行擴腔，營造靶區(qū)。對于可溶性礦產推薦靶區(qū)擴腔直徑范圍為0.5m～6m。在軟弱地層(如煤層)中，過大的擴腔直徑可能導致塌孔，視地層條件不同，擴腔直徑宜控制在0.5m～1.0m范圍內。7.3.4應使用頂角精度不低于±0.2°方位角精度不低于土1,的隨鉆測斜儀，并定期對儀器作校驗，每半年不得少于一次。7.3.5當靶區(qū)直徑低于多m時，宜采用中靶引導系統(tǒng)，實現(xiàn)精確中靶。7.3.6應精確測量靶孔的軸線軌跡，計算出孔底偏移量，提供正確的對接點的空間坐標值。7.3.7在需要多孔串連對接的情況下，應防止前一靶孔在對接連通后對其后的泥漿循環(huán)產生負面7.3.8如第一次未能中靶、可開分支孔、重新調整鈷進方向并實施第二次中靶作業(yè)。分支點距離靶點不得小于40/m,并選擇合適的頂角和方位角8定向孔軌跡控制8.1直孔段鉆進8.1.1宜采用防斜鉆具組備鉆進8.1.3做好定向造斜前的準備8.2.1宜采用造斜鉆具無磁鉆桿組合鉆具進行造斜鉆進。8.2.2根據(jù)設計的造斜強度和地層造斜難易程度選擇造斜鉆具的彎度8.2.3根據(jù)造斜鉆頭類型和地層可鉆性確定鉆壓、鉆速、鉆8.2.4必須使用鉆孔測量儀器對鉆孔軌跡進行定點監(jiān)測或隨鉆監(jiān)控。8.2.5實鉆造斜強度不符合軌跡幢制要求時，應起鉆調整、檢查或更換造斜鉆具及相應的造斜部件。8.3.1宜采用滿眼鉆具、偏重鉆鋌或其他組合鉆具進行穩(wěn)斜鉆進。8.3.2可采用液動沖擊器鉆進或螺桿鉆具與液動沖擊器組合鉆具進行穩(wěn)斜鉆進。8.3.3在保證粗徑鉆具能通過彎曲孔段的條件下，宜采用加長的粗徑鉆具。8.3.7使用肋骨鉆頭或外出刃大的鉆頭時，必須在異徑接頭表面鑲焊肋骨或硬質合金，以便導向和9定向鉆孔測量及軌跡計算9.1根據(jù)鉆孔設計要求和工作地區(qū)的地層特性選擇定向方法和測量儀器類型。9.2嚴格按照各類儀器的使用說明書或操作規(guī)程進行儀器校準和測量作業(yè)。9.3造斜鉆進時，應對每次測斜作業(yè)進行記錄，將結果記錄到表1。表1造斜鉆進測斜記錄表Z測點序號m頂角方位角測量日期和時間1239.4定向鈷孔最后的驗收測量應從孔口開始直至終孔，最后一個測點距孔底不大于10m,并列表記錄，見表2。測量間距在鉆孔上部可取30m～50m,造斜孔段5m～10m,穩(wěn)斜孔段和水平段15m~表2終孔驗收測量記錄表Z測點m頂角方位角1239.5同一測點應測二次，如兩次讀數(shù)相差較大，應重新測量。對異常測量結果應進行誤差分析，找出原因并進行校正。9.6以鉆孔孔口位置的坐標值作為起始點，根據(jù)各測點的頂角、方位角和孔深三個參數(shù)值，計算出鉆孔軸線上各測點的坐標值(計算方法參見附錄C)。將結果填入表3,繪制實際定向孔軸線軌跡圖。9.7對實際軸線軌跡圖與設計軌跡圖進行比較，計算出定向孔中靶精度。表3定向孔軸線軌跡坐標計算表Z測點m頂角方位角123審核：10定向鉆進事故的預防和處理10.1.1定向鉆進常見事故的預防和處理參照DZ10227執(zhí)行10.1.4陀螺測斜儀等精密儀器或器具應由專人保管，在運輸和使用過程中應輕全輕放，防止過大的震動對儀器造成損壞。10.2偏心楔造斜鉆進事故的預防和處理10.2.1確保偏心楔與鉆桿連接件的強度。如發(fā)生連接件斷裂造成偏心楔墜入孔內，可采用單管孕鑲10.2.3宜采用圓鋼或鑄造偏心楔，并采用帶萬向節(jié)的導斜鉆具和金剛石導斜鉆頭，采用低鉆壓、慢轉10.3連續(xù)造斜器造斜鉆進事故的預防與處理10.3.1不使用超過設計使用壽命的連續(xù)造斜器。10.3.2每造斜1回次～2回次，需拆開造斜器檢查，更換磨損的軸承，以保持轉子單動靈活性。在高固相泥漿孔中，每用1回次就要清洗檢查。10.3.3如因過度磨損導致滾輪掉落孔內，可下取心鉆具或磁力打撈器打撈。10.3.4如發(fā)生轉子軸折斷、造斜器落入孔內，可用帶導向的公錐打撈。處理無效時，可在孔內灌注水泥進行側鉆。10.4螺桿鉆具造斜鉆進事故的預防與處理10.4.1鉆桿柱下部宜采用較新鉆桿；起下鉆時應檢查鉆桿接頭絲扣，確保鉆桿接頭絲扣擰緊。10.4.2如發(fā)生鉆具掉落孔內可下絲錐進行打撈。10.4.3每回次造斜鉆進結束后應延長沖孔時間，防止發(fā)生巖粉埋鉆事故。10.4.4造斜結束后，應對螺桿鉆具進行保養(yǎng)，保持鉆具內部清潔。10.5穩(wěn)斜鉆進事故的預防與處理10.5.1穩(wěn)斜鉆進時，鉆桿柱下部宜采用較新鉆桿；降低轉速，減少鉆壓；修磨孔壁，預防鉆桿折斷。10.5.2避免鉆孔局部孔段造斜強度過大，防止在急劇彎曲處形成鍵槽、產生卡鉆事故。10.5.3發(fā)生鍵槽卡鉆后，應設法將被卡鉆具導出，不得強力起拔。10.5.4發(fā)生鍵槽卡鉆后，可用帶鈷鋌的長巖心管鉆具掃除鍵槽，用帶反鉆頭或銑刀式異徑接頭的鉆具鉆進。提鉆時如遇鍵槽阻卡，可開車向上掃除鍵槽。11定向孔質量11.1定向孔質量要求11.1.1定向孔質量包括巖礦心采取率與巖礦心整理、鉆孔彎曲與測量、簡易水文觀測、孔深誤差與校正、原始報表和封孔等。除鉆孔彎曲與測量外，其余指標按DZ/T0227執(zhí)行。11.1.2中靶精度是評價定向孔地質效果的專項質量指標。實際鉆孔軸線穿過靶區(qū)的為該項指標合格；脫離靶區(qū)為該項指標不合格。11.1.3嚴格按照施工設計進行鉆孔彎曲測量。必要時，應適當縮短測量間距。11.1.4斜孔段可不取巖心，也不計入全孔巖心采取率。造斜鉆進時，如具備條件，可取一些小巖心，供地質參考。11.2提高定向孔質量的措施11.2.1必須按設計組織施工，嚴格執(zhí)行各項規(guī)章制度。11.2.2實行包括設計、施工檢查、定期報表、驗收和總結的全面質量管理。11.2.3施工過程中必須做到鉆孔定向和測斜資料準確，及時測斜、計算與糾斜。11.2.4施工現(xiàn)場應根據(jù)設計備有規(guī)格齊全的造斜器具和穩(wěn)斜鉆具。12定向鉆進施工管理12.1堅持先設計后施工、沒有設計不準施工的原則。12.2由施工單位組織人員編寫“定向孔施工技術設計書”,經(jīng)批準后執(zhí)行。12.3施工所需物資沒有準備好，不得施工。12.4定向鉆孔施工前，應對技術人員、鉆機操作員工進行培訓。施工時，機長、班長、材料員、記錄員、設備管理員、泥漿管理員等人員的崗位職責、交接班制度、機班長會議制度等按DZ/T0227中相關規(guī)定執(zhí)行。12.5健康、安全、環(huán)保管理(HSE)參照AQ2004和DZ/T0227中相關規(guī)定執(zhí)行。12.6定向鉆進技術資料歸檔參照DZ/T0227中相關規(guī)定執(zhí)行。(資料性附錄)推薦定向孔設計計算方法A.1垂直平面內定向孔的設計計算A.1.1垂直平面內定向孔只有頂角變化，無方位角變化。曲線孔段一般向上彎曲，即頂角逐漸增大。A.1.2一般情況下，礦層傾角7、靶點垂深H、曲線孔段頂角曲率K。、靶點遇層角δ為已知。且該垂直平面垂直于礦層走向。A.1.3靶點頂角0(“)見式(A.1)和式(A.2)當θ?>η時，θ,=η+(90-δ)…………(A.1)當θ,<η時，0?=η-(90-δ)…………(A.2)A.1.4曲線型定向孔設計計算見式(A.3)～式(A.6)(圖A.1)a)開孔頂角0?()θ?=arcsin(sinθ?-K?H)…………(A.3)b)靶點水平移距S(m)c)鉆孔長度L(m)式中：L;——任意一點的孔深，單位為米(m)。A.1.5曲線一直線型定向孔設計計算見式(A.7)～式(A.9)(圖A.2)a)開孔頂角θ?()一般為0°~5°b)曲線孔段終點垂深H(m)c)靶點水平移距S(m)d)鉆孔長度L(m)A.1.6直線—曲線型定向孔設計計算見式(A.10)～式(A.13)(圖A.3)工一般為0°~5°b)直線段終點垂深Hs(m)c)靶點水平移距S(m)d)鉆孔長度L(m)e)曲線段上任一點的頂角0,(°)L,曲線段上任一點的孔深，單位為米(m)。A.2垂直平面內分支孔的設計計算A.2.1垂直平面內的分支孔只有頂角變化，無方位角變化。曲線孔段一般向上彎曲，即頂角逐漸增大。A.2.2一般情況下，礦層傾角7、主孔開A.2.3分支孔靶點頂角0,見式(A.14)和式(A.15)當θ?>η時，θ=η+(90-δ?)…………(A.14)當0.<η時，θ,=η-(90-δ?)…………(A.15)a)分支點孔深L。(m)b)分支孔長度L?(m)θ?=0?+57.3K?(L;-L?)A.2.5曲線一直線型分支孔設計計算a)分支點孔深L?(m)b)分支孔長度L(m)O?=0?+57.3(L?-L?)K?式中：L;——分支孔曲線段上任一點的孔深，單位為米(m)。A.2.6直線—曲線型分支定向孔設計計算見式(A.22)～式(A.28)(圖A.6)0a)分支孔曲線段全曲角γ(°)及長度L?(m)式中：T——偏斜楔楔頂角，單位為度(°)b)分支孔曲線段終點B相對于始點C垂深H(m)和水平移距S(m)c)分支點孔深L?(m)和分支孔直線孔段長度L?(m)由上式聯(lián)立方程可解得L?(m)和L?(m)。L;——分支孔曲線段上任意點的孔深，單位為米(m)。A.3補充說明定向孔曲線段的曲率應保證升降鉆具和鉆進的安全性，即應能順利通過粗徑軸具，且使鉆桿柱不致(資料性附錄)定向工具面向角的計算公式B.1第一種算法在已知方位角增值、新孔頂角和楔頂角(或造斜孔段全彎曲角)時，定向工具面向角可采用式(B.1)進行求解：B.2第二種算法在已知方位角增值、原孔頂角和新孔頂角時，定向工具面向角可采用式(B.2)進行求解：B.3各參數(shù)之間的關系全彎曲角、原孔頂角、新孔頂角及方位角增值之間的關系見式(B.3)～式(B.5):φ=arccos(cosθ?cosO?+sin