定向钻孔轨迹变化规律研究与动态设计方法.pdf

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1、2011年第38卷第5期探矿工程(岩土钻掘工程)15定向钻孔轨迹变化规律研究与动态设计方法黄右启(安徽省地质矿产勘查局321地质队，安徽铜陵244033)摘要：深部资源的勘探与开发离不开定向钻探，定向钻孔轨迹设计往往是成功实施的关键。定向钻孔设计首先必须科学研究定向钻孔轨迹变化规律。依据客观条件，合理选择模型，建立起函数关系，揭示出钻孔轨迹变化内在规律，提出了包含设计和检验于一体的动态跟踪设计方法。关键词：定向钻孔；钻孔轨迹；全弯曲角；安装角；孔斜矢量中图分类号：P634．7文献标识码：A文章编

2、号：1672—7428(2011)05—0015—05StudyonDirectionalBoreholeTrajectoryandtheDynamicDesign／HUANGCai—qi(321GeologicalTeam，BureauofGeologyandMineralExplorationofAnhuiProvince，TonghngAnhui24033，China)Abstract：Thedesignofdirectionalboreholetrajectoryplaysveryimp

3、ortantroleinsuccessfulexplorationfordeepre·sources．Thechanginglawofdirectionalboreholetrajectorymustbescientificallystudiedatfirst．Accordingtotheobjectiveconditions，rationalmodelselectionwasmadeandfunctionrelationshipwasestablished；thepaperputforward

4、thedynamictrackingdesignmethodcontainingthedesignandtest．Keywords：directionalborehole；boreholetrajectory；allbendingangle；installationangle；holedeviationvector人类文明的发展越来越依赖于资源，资源的开计模型完全有理由选择为某空问平面内“圆弧+切发已向地球深部发展。深部资源的勘探与开发离不线”，由多个动态“圆弧+切线”组合(即“弯一直一弯开定向

5、钻进技术。定向钻孔轨迹是通过人工控制、一直⋯”曲线)达到设计目的，实现钻孔设计功能。干预、导斜来实现钻孔工程功能的。钻孔轨迹总是迄今为止，无论是施工前的方案设计还是施工动态变化的，其完成过程则是“设计一控制(导斜)中的导斜设计，所采用的简单几何作图(计算)法、检验一再设计_+再控制一检验一⋯⋯”动态跟踪赤平投影法、球面几何计算法等，都是定性的、经验的进行的。定向设计是完成定向钻孔最关键最核心的近似方法，都具有一定的盲目性，通常会增加轨迹控工作，往往决定定向施工的成败。此前各类文献介制工作，严重时

6、导致认识错误和设计错误，最终造成绍较多的是一些简单的几何试算试画等近似设计中靶失败。许多工程技术人员使用这类方法指导实法，这种经验性的方法，没能揭示出钻孔角度变化规践往往不能成功，其主要原因就是没有掌握导斜钻孔律，具有较大的盲目性，实际工作中常致导斜效果不角度变化机理及变化规律。因此深入研究定向钻孔佳甚至得出错误的结果。笔者经过20余年的研究轨迹变化规律，探讨科学的设计方法是十分必要的。与实践，探讨定向钻孔轨迹变化规律的本原，建立起其实，从专业技术的角度来说，研究定向钻孔轨全新理念的设计方法，与

7、同行探讨交流。鉴于不同勘迹变化规律，其核心就是研究“人工干预导斜钻孔探行业各自不同特点，本文仅界定于地质勘探范畴。角度变化规律”，也就是定向钻孔设计与控制(即导斜设计)的方法研究。依据实际工程，选定模型，创1定向钻孔轨迹变化规律研究建科学理论，建立函数关系，揭示内在规律，解决本钻孔轨迹通常用钻孔一些间断点处的空间切线原问题。矢量角度(俗称“钻孔角度”——钻孔顶角和方位1．1模型选择角)运用一定数学模型近似拟合成的空间曲线描钻孔轨迹模型选择需根据线型优点和地质勘探述。这一空间曲线可以简化理解为无数

8、个不同空间自身特点确定。平面内的不同曲率的小圆弧的连续线。基于这一理1．1．1平面型曲线优点(相对于非平面空间曲线)论观点和现行定向钻进控制技术，定向钻孔轨迹设(1)钻孔曲线最简洁；收稿日期：2011—02—17；修回日期：2011～o4—19作者简介：黄才启(1964一)，男(汉族)，安徽怀宁人，安徽省地质矿产勘查局321地质队副总工程师、钻探工程公司经理，高级工程师，探矿工程专业。从事(特种)钻探工程技术研究、开发、应用与管理工作，安徽省铜陵市狮子山区，hz321ahdk@126．COB。1