地质勘探钻孔轨迹计算新模型.pdf

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1、22探矿工程(岩土钻掘工程)2011年第38卷第1期地质勘探钻孔轨迹计算新模型李静，张金昌，陈晓琳(中国地质科学院勘探技术研究所，河北廊坊065000)摘要：确定钻孔轨迹是分析处理钻孔偏斜问题的前提。将测斜参数中的孔深s作为变量，用多项式函数逼近的方式建立钻孔轨迹的参数方程，推导了确定钻孔轨迹空问位置的数学模型，通过算例表明模型有较好的精度。关键词：钻孔轨迹；测斜参数；多项式函数中图分类号：P634．7文献标识码：A文章编号：1672—7428(2011)ol一0022—03NewModelforDrillingTrajectoryCalculationinGeo-Exploration／L

2、／jing，ZHANGJin—chang，CHENXiao—lin(TheInstituteofExplorationTechniques，CAGS，LangfangHebei065000，China)Abstract：Determiningtheboreholetrajectoryisthepremiseofanalyzingandcorrectingdrillingdeviations．Takingtheboreholedepthsmeasuredduringinclinationsurveyasthevariable，thispaperestablishesaparameterequa

3、tionfortheboreholetrajeetorywithpolynomialfitting，andanewmathematicalmodelforthe3Dboreholetrajeetoryisthereforede—duced．Calculationsdemonstratethatthenewmodelgivesbetteraccuracy．Keywords：boreholetrajectory；inclinationsurvey；polynomialfunction对于超深钻孔和定向钻孔而言，保证钻孔满足的孔段作直线或圆弧等几何假设，建立钻孑L轨迹数设计的偏斜要求，准确进入目标

4、区域是钻探工程的学模型来间接描述。目前钻探中常用的计算方法有关键。为了随时掌握与控制钻孔在空间位置的变均角全距法和曲率半径法。化，以便预防和纠正钻孔的偏斜，应按实际情况和有均角全距法是把相邻两测点之间的钻孔轨迹看关规范对钻孔轨迹参数进行动态测量，根据钻孔偏斜作直线，每段直线的顶角和方位角都取上、下测点顶数据对钻孔轨迹进行空间定位，并绘制钻孔轨迹图。角和方位角的平均值。整个钻孔轨迹表现为由许多直线段组成的折线。曲率半径法是把相邻两测点之1钻孔轨迹及其计算方法间的钻孔轨迹看作一段圆弧。钻孔剖面线圆弧和水钻孔轨迹是钻孔轴线的弯曲形态，呈一条空间平投影圆弧的中心角分别是上、下两测点顶角之差曲线。施工

5、钻进过程中，由于各种因素的综合影响，和方位角之差，剖面线圆弧长度是上、下两测点问的实际钻孔轨迹常常偏离预先设计的路径发生钻孔偏间距。整个钻孔轨迹表现为由许多曲率半径不等的斜。钻孔偏斜情况通过轨迹参数来计量，基本的轨圆弧连成的弧线。任意两测点之间的顶角和方位角迹参数有孑L深、顶角、方位角。在实际施工过程中对都是逐渐变化的，所以将孔段轨迹假设成圆弧比假这些参数进行跟踪测量，确定当前孔底的顶角、方位设成直线更符合实际情况。角和孔深，通过计算或者作图的方式确定和绘制出假设条件与推导思路的不同，形成了数学模型钻孔空间的实际轨迹。形式的多样化，但其基本思路都是对两测点之间的钻孔轨迹图是钻孔轨迹的直观反映

6、，是了解钻孔段作几何假设，计算出的钻孑L轨迹为一空间折线。孔在地下空间的位置及其空间形态的重要手段和方本文将测斜参数中的孔深作为变量，用多项式函法。传统确定钻孔轨迹的方法有解析法和作图法两数逼近的方式建立整条钻孔轨迹的参数方程模型，大类，作图法直观，精确度不够；解析法存在一定的避免各孔段几何假设的误差，保证了钻迹曲线的光计算量，但比较精确。无论是解析法还是作图法，其滑连续性。基本思路是在钻进过程中通过每隔一定测程(如25m或50m)测量钻孔一点轨迹参数，所测值实际上2钻孔轨迹计算模型代表的是钻孔轨迹在该点切面的产状，对测点之间2．1空间直角坐标系的选取收稿日期：2010—06—28；修回El

7、期：2010—12一o6作者简介：李静(1984一)，女(汉族)，陕西宝鸡人，中国地质科学院在读硕士，地质工程专业，河北省廊坊市金光道77号，lijing840907@1262011年第38卷第1期探矿工程(岩土钻掘工程)23为方便模型建立，选取如下坐标系：孔+1个方程求解得到多项式函数(s)的n+1原点——取在钻孔开孔点位置；个系数。为方便求解，写成矩阵形式：轴——与正北方向一致；(n+1)s0l，轴——与