鉆孔彎曲與糾正培訓(xùn)課件

鉆孔彎曲與糾正培訓(xùn)課件概念：鉆進(jìn)(井)工程施工中，由于自然和技術(shù)因素影響，實(shí)際的鉆孔軌跡往往偏離設(shè)計(jì)軌跡。這種現(xiàn)象稱為鉆孔彎曲或鉆孔偏斜。地質(zhì)成果危害：歪曲礦體產(chǎn)狀、打丟礦體、遺漏斷層或改變勘探網(wǎng)度，從而影響對(duì)礦體的評(píng)價(jià)、構(gòu)造的判斷和儲(chǔ)量計(jì)算的精確程度。鉆探施工危害：鉆具在孔內(nèi)彎曲變形嚴(yán)重，鉆具與孔壁摩擦阻力增加，磨損加劇，鉆桿折斷事故增多，升降鉆具困難，鉆進(jìn)功耗增加和鉆進(jìn)速度下降其他方面的危害：水文水井鉆探中，由于鉆孔彎曲，可能會(huì)造成深井泵無法下入到鉆孔中，或引起深井泵的過早損壞。在鉆孔樁施工中，會(huì)引起樁基傾斜，影響樁基承載力。第一節(jié)鉆孔空間位置要素避免鉆孔彎曲:從鉆探工藝與技術(shù)角度出發(fā)，了解鉆孔在地下空間的位置，研究鉆彎曲的原因、機(jī)理和規(guī)律性，從而采取相應(yīng)的對(duì)策，進(jìn)行防斜和糾斜。了解鉆孔在地下空間的位置是研究鉆孔彎曲的第一步，包括鉆孔軌跡的基本要素和鉆孔軌跡彎曲強(qiáng)度兩個(gè)方面內(nèi)容。一、鉆孔軌跡的基本要素鉆孔要素：鉆孔的天頂角：軸線與鉛垂線之間的夾角(α)，變化0°～90°；鉆孔傾角：軸線與水平面之間的夾角(β)，與頂角互余；鉆孔的方位角：軸線與投影于水平面與正北之間的夾角，有磁方位和地理方位。0°～360°。對(duì)應(yīng)的鉆孔孔深：鉆孔軌跡上某點(diǎn)的孔深是孔口到該點(diǎn)的鉆孔軸線的長(zhǎng)度利用鉆孔軌跡的基本要素，可以計(jì)算出軌跡上每一點(diǎn)的空間坐標(biāo)。設(shè)鉆孔軌跡為一斜直線，坐標(biāo)系的原點(diǎn)為孔口，X軸取正北、Y軸取正東方向，Z軸鉛垂向下。據(jù)鉆孔各深度上(即測(cè)點(diǎn))的頂角和方位角。軌跡上的空間坐標(biāo)計(jì)算如下：孔口坐標(biāo)Xo,Yo,Zo)鉆孔軸線上A點(diǎn)坐標(biāo);θ—開孔頂角；α—開孔方位角；LA—孔口至測(cè)點(diǎn)鉆孔軸線的長(zhǎng)度。二、鉆孔軌跡彎曲強(qiáng)度指鉆孔軌跡單位長(zhǎng)度鉆孔彎曲角度的變化量，可用曲率k或彎強(qiáng)i表示。曲率的單位是rad／m，彎強(qiáng)的單位是°/m。二者關(guān)系：鉆孔軌跡的彎曲強(qiáng)度可分為頂角彎曲強(qiáng)度、方位角彎曲強(qiáng)度和全彎曲強(qiáng)度。頂角彎強(qiáng)：鉆孔軸線單位長(zhǎng)度上頂角的變化量方位角彎強(qiáng)：鉆孔軸線單位長(zhǎng)度的方位角變化量全彎強(qiáng)：鉆孔軸線單位長(zhǎng)度的全角變化量如果某一孔段既有頂角又有方位角變化，則產(chǎn)生全彎曲角γ,鉆孔軌跡上A、B兩點(diǎn)的全彎曲角γ可用下式計(jì)算：鉆孔全彎強(qiáng)對(duì)于校核鉆桿柱工作的安全性和粗徑鉆具入孔的可通過性有實(shí)際意義。也是設(shè)計(jì)定向鉆孔軌跡的一個(gè)重要參數(shù)。第二節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量及儀器為了隨時(shí)掌握與控制鉆孔空間位置的變化，預(yù)防與糾正鉆孔彎曲，在鉆進(jìn)中必須測(cè)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(cè)量簡(jiǎn)稱測(cè)斜。鉆孔彎曲的測(cè)量原理包括頂角測(cè)量原理和方位角測(cè)量原理，孔深測(cè)量一般只是借助電纜（測(cè)繩）或鉆桿將測(cè)斜儀下入到指定深度來控制。頂角測(cè)量原理:1、液面水平原理（氫氟酸測(cè)斜）;2、懸錘原理;方位角測(cè)量原理:1、地磁場(chǎng)定向原理;2、地面定向原理一、頂角測(cè)量原理測(cè)量頂角度必須符合兩個(gè)條件：該角度代表測(cè)點(diǎn)鉆孔軸線與鉛垂線的夾角；該角度在鉆孔彎曲平面內(nèi)。1、液面水平原理（氫氟酸測(cè)斜）把20%～30％的氫氟酸注入長(zhǎng)度為100～150mm內(nèi)徑15～25mm的玻璃試管中。注入量為試管長(zhǎng)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(cè)位置，靜止停留15～25min后，提鉆取出試管。由于氫氟酸對(duì)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。1、液面水平原理（氫氟酸測(cè)斜）由于有毛細(xì)管的作用，試管形成了蝕痕曲面。由此測(cè)出的頂角必須校正，按下式可求出實(shí)際頂角：θ=θ′+E;式中θ—鉆孔的實(shí)際頂角，θ′—玻璃試管上實(shí)測(cè)頂角，E—校正角（為了避免計(jì)算和校正上的麻煩，可以利用傾斜儀來直接測(cè)定）。2、懸錘原理原理是利用地球重力場(chǎng)?？蚣芸衫@a軸靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，b軸與a軸垂直相交，在b軸中點(diǎn)0懸掛一能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的弧形刻度盤，刻度盤轉(zhuǎn)動(dòng)面與鉆孔彎曲平面一致，刻度盤因重力作用永遠(yuǎn)下垂。當(dāng)儀器在垂直孔內(nèi)時(shí)，刻度盤上的0o正對(duì)準(zhǔn)弧形豎板上的標(biāo)線，即頂角為0o；當(dāng)儀器在傾斜孔內(nèi)時(shí)，弧形豎板傾斜一個(gè)角度，此角度就是鉆孔頂角θ。二、方位角測(cè)量原理根據(jù)定義，方位角的測(cè)量必須滿足兩個(gè)條件：角度必須是鉆孔軸線上某點(diǎn)的切線方向與地北的夾角；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(chǎng)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?yàn)榇裴樖ザㄏ蚰芰?，可用地面定向原理?、地磁定向原理地磁場(chǎng)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。測(cè)量時(shí)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。羅盤轉(zhuǎn)動(dòng)軸應(yīng)垂直于鉆孔彎曲平面，在其下部裝有重塊，使羅盤保持水平。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，在傾斜鉆孔中180o線必定指向鉆孔彎曲方向。此時(shí)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定位方向傳到孔內(nèi)各個(gè)測(cè)點(diǎn)。取地面定位方向?yàn)镺A，其方位角為α0，鉆孔彎曲方向?yàn)镺B，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(diǎn)角。式中：α-定位與鉆孔傾斜方向方位角差；ф-終點(diǎn)角；θ-測(cè)點(diǎn)處鉆孔頂角。該原理應(yīng)用的具體方法有鉆桿定向法、環(huán)測(cè)定向法和陀螺慣性定向法。3、陀螺定向原理陀螺(top)：指繞一個(gè)支點(diǎn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體，通常特指對(duì)稱陀螺（一個(gè)質(zhì)量均勻分布的、具有軸對(duì)稱形狀的剛體，其幾何對(duì)稱軸就是它的自轉(zhuǎn)軸）。大家小時(shí)候都玩過的陀螺就是一例。陀螺一邊自轉(zhuǎn)，一邊繞一個(gè)固定軸旋轉(zhuǎn)（一般是虛的），叫“旋進(jìn)”(precession)，又稱回轉(zhuǎn)效應(yīng)(gyroscopiceffect)。旋進(jìn)要在一定的初始條件和外力矩作用下產(chǎn)生，比如游戲陀螺快要“壞了”時(shí)，還有旋轉(zhuǎn)的硬幣快要停下時(shí)，都是旋進(jìn)的實(shí)例。陀螺旋進(jìn)是日常生活中常見的現(xiàn)象。陀螺儀的原理：陀螺高速回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)軸具有守恒性，即在無外力作用情況下，它在宇宙空間將指向恒定的方向，且不會(huì)改變。如將陀螺懸掛起來并使其軸保持水平方向，在地球轉(zhuǎn)動(dòng)影響下，陀螺軸將指向地軸所在的子午面，并有圍繞子午面作往復(fù)擺動(dòng)的特性。利用這種特性可以測(cè)定真北方向。用這種原理制成的儀器稱為陀螺羅盤。根據(jù)這個(gè)原理，用它來保持方向，制造出來的儀器叫陀螺儀。生活實(shí)例：騎自行車時(shí)，輪子轉(zhuǎn)得越快越不易倒，因?yàn)檐囕S有一股保持水平的力量。陀螺儀在工作時(shí)要給它一個(gè)力，使它快速旋轉(zhuǎn)起來，一般能達(dá)到每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)，可以工作很長(zhǎng)時(shí)間。然后用多種方法讀取軸所指示的方向，并自動(dòng)將數(shù)據(jù)信號(hào)傳給控制系統(tǒng)。在礦山建設(shè)中廣泛用作定向儀器，提高井下控制導(dǎo)線的精度，減少支導(dǎo)線復(fù)測(cè)工作量；在鉆探中用它測(cè)定孔斜方位。陀螺儀是運(yùn)用物體高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，角動(dòng)量很大，旋轉(zhuǎn)軸會(huì)一直穩(wěn)定指向一個(gè)方向的性質(zhì)，所制造出來的定向儀器。但它必需轉(zhuǎn)得夠快，或者慣量夠大(即角動(dòng)量要夠大)。不然，只要一個(gè)很小的力矩，就會(huì)嚴(yán)重影響到它的穩(wěn)定性。就像我們可以輕易改變旋轉(zhuǎn)中車輪轉(zhuǎn)軸的方向一樣。所以測(cè)量定向及設(shè)置在飛機(jī)、飛彈中的陀螺儀是靠?jī)?nèi)部所提供的動(dòng)力，使其保持高速轉(zhuǎn)動(dòng)。陀螺定向原理是利用陀螺馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的定軸特性來測(cè)量方位角的?？捎糜诖判缘V體和磁屏蔽情況下測(cè)量鉆孔彎曲度。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(diǎn)，該點(diǎn)與陀螺的重心重合，使陀螺電機(jī)具有三個(gè)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(gè)特性稱作陀螺儀的定軸性。陀螺還具有進(jìn)動(dòng)性，即外框架轉(zhuǎn)軸上有干擾力矩時(shí)，內(nèi)框架轉(zhuǎn)軸進(jìn)動(dòng)，使陀螺軸發(fā)生傾斜，因此要進(jìn)行水平修正；而內(nèi)框架轉(zhuǎn)軸上有干擾力矩時(shí)，外框架轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使陀螺軸產(chǎn)生漂移，因此要進(jìn)行漂移量修正。4、JDL—1型陀螺測(cè)斜儀結(jié)構(gòu)主要分3部分。上半部是一組由電容、電感構(gòu)成的回路，將電纜里的400Hz交流和直流測(cè)量信號(hào)分開；中部是由兩個(gè)自由框架組成的測(cè)量系統(tǒng)；下部是鎖緊和修正系統(tǒng)。由兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)、兩套減速齒輪以及正反向繼電器和限位接觸器等組成。探管最下部，有一個(gè)長(zhǎng)腰形的凸塊，用以裝入保護(hù)管底部的凹槽，以保證探管處于對(duì)準(zhǔn)外管母線的正確位置。除孔內(nèi)探管外，全套儀器還包括有地面測(cè)量面板，用以控制和監(jiān)測(cè)孔內(nèi)儀器的工作狀態(tài)，并利用電位補(bǔ)償原理、度盤讀數(shù)方式測(cè)出鉆孔頂角和終點(diǎn)角；整流穩(wěn)壓器，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(cè)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交流電，驅(qū)動(dòng)陀螺馬達(dá)。懸錘測(cè)量頂角原理：在頂框11上，裝有偏心重塊3，它使頂角重錘1永遠(yuǎn)處于鉆孔傾斜面內(nèi)。在框架11下端，固定有方位電位計(jì)。在陀螺外框架的中央裝有陀螺電機(jī)6，它裝在陀螺房?jī)?nèi)。儀器軸相當(dāng)于I軸，框架5能圍繞此軸回轉(zhuǎn)。陀螺房?jī)蓚?cè)用軸承支撐在框架5上，陀螺房帶著陀螺能圍繞此軸回轉(zhuǎn)，此軸為II軸，陀螺電機(jī)的軸17為III軸，支撐在陀螺房?jī)?nèi)。陀螺電機(jī)以21500r/min的高速作逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)。陀螺外框5的上端有方位電位計(jì)電刷12（位置由陀螺的方向）。方位電位計(jì)4固定在頂角框架11的下端，使電位計(jì)的一端永遠(yuǎn)保持在鉆孔傾斜面內(nèi)。電位計(jì)的一端至電刷的夾角就是測(cè)量的終點(diǎn)角。在頂角較小時(shí)，此角就認(rèn)為是方位角。修正系統(tǒng)由接觸擺錘7、伺服電機(jī)14及極化繼電器等組成。當(dāng)II軸進(jìn)動(dòng)時(shí)，III軸傾斜，使擺錘接觸點(diǎn)與相應(yīng)的一組接點(diǎn)相接觸，驅(qū)動(dòng)極化繼電器，接通伺服電機(jī)的一組線圈，使電機(jī)在框架5的I軸上施加一個(gè)反力矩，從而使II軸向相反方向進(jìn)動(dòng)，使III軸回到水平位置。鎖緊裝置：可減少地面定向及運(yùn)輸過程中陀螺各軸振動(dòng)。鎖緊時(shí)陀螺III軸方向與外管上的定向母線差90度,這對(duì)起始定向很重要。如在定向時(shí)陀螺不鎖緊，III軸將不在定向位置上，無法計(jì)算框架誤差。鎖緊裝置由自由電機(jī)15通過減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)推桿滑輪8作上下移動(dòng)。在框架5下有一個(gè)圓弧形斜面凸輪（未標(biāo)出），滑輪上移時(shí)一般先頂住凸輪，并通過它帶動(dòng)框架5轉(zhuǎn)動(dòng)，直到滑輪接觸到凸輪最低點(diǎn)時(shí)5轉(zhuǎn)動(dòng)停止?；喞^續(xù)上行，通過頂卡18使陀螺鎖緊。要松開陀螺時(shí)，可使自由電機(jī)15反轉(zhuǎn)，滑輪下移，頂卡松開，使陀螺自由，在凸輪最高處可使陀螺全部松開。從滑輪鎖緊到松開，約需4分鐘時(shí)間。3.鉆孔彎曲規(guī)律第三節(jié)鉆孔彎曲的原因和規(guī)律一、鉆孔彎曲的條件造成鉆孔彎曲的根本原因是粗徑鉆具軸線偏離鉆孔軸線。粗徑鉆具軸線偏離鉆孔軸線的方式，可由偏倒或彎曲引起。產(chǎn)生鉆孔彎曲的充要條件：存在孔壁間隙，為粗徑鉆具提供偏倒(或彎曲)的空間;具備傾倒或彎曲的力，為粗徑鉆具軸線偏離鉆孔軸線提供動(dòng)力;粗徑鉆具傾斜面方向穩(wěn)定。保持偏倒(或彎曲)和力的方向穩(wěn)定;孔壁間隙和傾倒(或彎曲)力是鉆孔彎曲的必要條件；而粗徑鉆具傾斜面方向穩(wěn)定是產(chǎn)生鉆孔彎曲的充分條件。鉆具傾斜面穩(wěn)定在某一方向時(shí)，鉆桿柱只自轉(zhuǎn)而不公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。即：鉆孔彎曲是在鉆桿柱自轉(zhuǎn)的情況下發(fā)生的。如果鉆桿柱公轉(zhuǎn)，則必定帶動(dòng)偏倒或彎曲的粗徑鉆具圍繞鉆孔軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，使鉆頭在不同的時(shí)刻朝著不同的方向鉆進(jìn)，這只能產(chǎn)生擴(kuò)壁作用，而不導(dǎo)致鉆孔彎曲。二、鉆孔彎曲的原因形成鉆孔彎曲的原因大致可分為三類：地質(zhì)因素;技術(shù)因素;工藝方面的原因1、地質(zhì)因素影響鉆孔彎曲的地質(zhì)因素主要是巖石的各向異性和軟硬互層。地質(zhì)因素是客觀存在的，只能通過工藝技術(shù)措施來減弱或抵消它的促斜作用（1）巖石的各向異性某些具有層理、片理等構(gòu)造特征的巖石，其可鉆性具有明顯的各向異性。鉆頭沿垂直于巖層方向鉆進(jìn)的巖石破碎效率最高，平行于層理方向效率最低，傾斜方向破巖效率居中。因此在傾斜巖層中鉆進(jìn)時(shí)，極易產(chǎn)生鉆孔向垂直于層面的方向彎曲。鉆孔彎曲強(qiáng)度與巖石各向異性強(qiáng)弱和鉆孔遇層角的大小有關(guān)。鉆孔遇層角是鉆孔軸線與其在層面上的正投影的夾角。當(dāng)遇層角約為45o時(shí)，鉆孔彎強(qiáng)最大。（2）軟硬互層鉆孔以銳角穿過軟硬巖層界面，從軟巖進(jìn)入硬巖時(shí)，由于軟、硬部分抗破碎阻力的不同，使鉆孔朝著垂直于層面的方向彎曲鉆孔從硬巖進(jìn)入軟巖時(shí)，則鉆具軸線有偏離層面法線方向的趨勢(shì)。但由于上方孔壁較硬，限制了鉆具偏倒，結(jié)果基本保持著原來的方向鉆孔通過軟巖進(jìn)入硬巖又從硬巖進(jìn)入軟巖時(shí)，最終還是沿層面法線方向延伸。鉆孔遇層角存在著臨界值。超過此值時(shí)，鉆孔頂層進(jìn)；低于此值時(shí)，鉆孔將沿硬巖的層面下滑(俗稱順層跑)。說明鉆進(jìn)中粗徑鉆具傾斜面方向穩(wěn)定是客觀存在的。2、技術(shù)因素（1）開孔階段開孔階段的鉆孔彎曲會(huì)影響整個(gè)鉆孔軸線軌跡，使鉆孔軌跡產(chǎn)生很大的偏差。這一階段引起鉆孔彎曲的技術(shù)因素有：鉆機(jī)基礎(chǔ)不平；鉆機(jī)立軸安裝不正確；未下孔口管或孔口管方向不合要求；主動(dòng)鉆桿過長(zhǎng)；鉆進(jìn)參數(shù)不合理等（2）鉆進(jìn)階段鉆進(jìn)過程中造成鉆孔彎曲的技術(shù)是鉆具的結(jié)構(gòu)和尺寸。由于存在孔壁間隙，在壓力作用下，鉆桿柱將產(chǎn)生彎曲變形，產(chǎn)生水平分力，使粗徑鉆具偏倒。粗徑鉆具在孔底的偏倒角δ決定于孔壁間隙b和粗徑鉆具長(zhǎng)度L，即：δ＝sin-(b/L)粗徑鉆具越長(zhǎng)，鉆具的偏倒角越小，但直徑小而長(zhǎng)度過大，剛度不足，鉆具會(huì)被壓彎，即使孔壁間隙不大也會(huì)使鉆孔產(chǎn)生較大的彎曲。粗徑鉆具的臨界長(zhǎng)度計(jì)算：Ic＝Kπ(EJ/P)1/2(m);P－軸向壓力/N;E－鋼的彈性模量/N/m2；J－粗徑鉆具截面的軸慣性距/m4;K－動(dòng)載系數(shù)，K＝0.6－0.8通常：接頭越多，強(qiáng)度越小。粗徑鉆具彎曲，即使孔壁間隙不大，也產(chǎn)生較大彎曲。當(dāng)鉆進(jìn)各向異性巖石遇且遇層角為銳角時(shí)，鉆頭唇部形狀會(huì)影響鉆孔彎曲方向及強(qiáng)度：（1）唇部平面或橢圓形鉆頭：孔底碎巖向阻力最小方向偏移（垂直層面方向）；（2）外錐形鉆頭：向順層方向偏移；（3）內(nèi)錐形鉆頭：鉆孔向垂直巖層面偏移。3、工藝方面的因素（1）鉆進(jìn)方法鋼粒鉆進(jìn)時(shí)孔壁間隙最大，因此孔斜最大。硬質(zhì)合金鉆進(jìn)時(shí)孔壁間隙次之，一般孔斜中等。金剛石鉆進(jìn)孔壁間隙最小，通常只有1～3mm，在鉆具剛度足夠時(shí)，孔斜最小。（2）鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)鉆壓過大，會(huì)造成鉆桿柱甚至粗徑鉆具彎曲，使鉆頭緊靠孔壁一側(cè)，此時(shí)偏倒角可能達(dá)到最大值，并且鉆具與孔壁摩擦阻力增加，鉆具只圍繞自身軸線自轉(zhuǎn)而不作公轉(zhuǎn)，此時(shí)鉆具傾斜面有固定方向，而導(dǎo)致鉆孔彎曲。轉(zhuǎn)速過高，鉆桿柱回轉(zhuǎn)離心力增大，從而加劇鉆具的橫向振動(dòng)和擴(kuò)壁作用，結(jié)果孔壁間隙增加。鉆壓過小，轉(zhuǎn)速過低，則進(jìn)尺慢，效率低，鉆頭停留在孔底時(shí)間長(zhǎng)，也會(huì)擴(kuò)大孔壁間隙，增加孔斜。沖洗液量過大，特別是在較軟的巖層中，液流會(huì)沖刷、破壞孔壁。使孔壁間隙劇增，為鉆具偏倒、鉆孔彎曲提供條件。三、鉆孔彎曲的某些規(guī)律性鉆孔彎曲通常有以下一些趨勢(shì)：在變質(zhì)巖(如結(jié)晶片巖、片麻巖等)中鉆進(jìn)時(shí)，鉆孔彎曲強(qiáng)度大于在沉積巖（如頁巖）中鉆進(jìn)時(shí)的彎強(qiáng)，更大于在巖漿巖(如花崗巖、輝綠巖)中鉆進(jìn)時(shí)的彎強(qiáng)；均質(zhì)巖石鉆進(jìn)的鉆孔彎曲強(qiáng)度小于在非均質(zhì)巖石中的彎強(qiáng)。巖石的各向異性程度越高，鉆孔彎曲強(qiáng)度越大。層理、片理和軟硬互層中鉆進(jìn)，鉆孔朝著垂直于層理面、片理面的方向彎曲；松散非膠結(jié)巖石、大溶洞時(shí)，鉆孔趨向下垂直位置；鉆遇硬包裹體時(shí)，可能朝任意方向彎曲；層理水平或接近水平的巖石中鉆進(jìn)垂直孔時(shí)，即使巖石各向異性很強(qiáng)，軟硬不均程度很大，鉆孔也不會(huì)產(chǎn)生較大彎曲；孔壁間隙大，粗徑鉆具短，鉆具剛度差，則鉆孔彎曲強(qiáng)度大；鉆孔頂角小，方位變化大；鉆孔頂角大，方位變化小。頂角超過30o時(shí)，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。第四節(jié)鉆孔彎曲的預(yù)防和糾正一、鉆孔彎曲的預(yù)防①合理的設(shè)計(jì)：1）按照地層條件設(shè)計(jì)鉆孔－布孔盡量垂直層面或巖石走向；對(duì)松軟、破碎層及厚覆蓋層、裂隙溶洞發(fā)育區(qū)盡量設(shè)計(jì)直孔。2）按鉆孔彎曲規(guī)律設(shè)計(jì)，如勘探線平移等，人為預(yù)先校正；增大開孔傾斜角等。②確保設(shè)備安裝質(zhì)量：鉆機(jī)安裝要平穩(wěn)；地基要穩(wěn)固，其中填方不得超過1/3；天車、立軸、孔位三點(diǎn)應(yīng)在一線。開孔傾角、方位角應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求。③選擇合理的鉆進(jìn)工藝：盡量采用硬合金或金剛石鉆進(jìn)，以減少孔壁與鉆具的環(huán)狀間隙；在破碎地層鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)采用小的鉆壓，防止因鉆桿彎曲敲打孔壁，造成坍塌掉塊，使孔徑擴(kuò)大；在松散、破碎地層鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)孔，防止孔壁坍塌造成的孔徑擴(kuò)大；換徑鉆進(jìn)時(shí)，必須帶有與原孔徑同級(jí)的導(dǎo)向鉆具，以保證換徑后鉆孔的同心度。二、鉆孔彎曲的糾正1、頂角偏斜糾正:使頂角下垂－采用組合鉆具，如鐘擺鉆具，偏重鉆具；急劇下垂時(shí)可用懸垂鉆具等;角上漂－用短巖心管（約為普通管的2/3），適當(dāng)增加鉆壓及泵量。2、方位角偏斜糾正對(duì)于方位角偏斜的糾正，目前仍無有效措施，通常是鉆孔方位順鉆頭回轉(zhuǎn)方向偏斜時(shí)（右旋），采取左旋鉆具的方法糾正，這種方法對(duì)鉆粒鉆進(jìn)有一定效果。3、頂角、方位角偏斜均較大時(shí)的糾正：孔糾斜；老孔糾斜；入偏心楔定向鉆進(jìn)第