钻孔垂直度（共4篇）
钻孔垂直度 篇1
随着煤矿、铁矿等矿产资源的不断开发, 钻探工程所要面对的情况越来越复杂。冉恒谦等[1]认为我国钻探技术和装备水平与国外先进国家相比有很大差距, 但近些年来有了长足的发展。邬迪等[2]认为钻探机械绿色产品设计能够实现可持续发展, 对企业和社会的发展具有重要意义;孙建华等[3]介绍了我国地质钻探用铝合金管材研制、铝合金钻杆制造关键技术及野外试验情况, 并对今后铝合金钻杆的研发和应用方向提出了建议;张丽君等[4]对深孔绳索取心的钻杆质量进行了控制, 以保证钻杆质量稳定;邓梦春等[5]对空气反循环钻进技术的找矿效果进行了研究;张成龙[6]对大坡度并小半径曲线段盾构操作与纠偏施工控制进行了研究, 得出了正确分析所采用推力的大小和方向、铰接的使用以及在特殊曲线段设置纠偏曲线是大坡度并小半径曲线段盾构操作与纠偏的重点;金明方等[7]利用钻探和物探相结合的办法来判断断层的位置和富水性;陶士先等[8]研制了可用于230℃高温环境的饱和盐水钻井液技术配方, 试验表明用该配方配制的钻井液效果非常好;罗永贵等[9]针对小秦岭金矿田北矿带厚覆盖层钻孔施工存在的技术难点进行分析, 研究出了解决厚覆盖层钻孔绳索取心钻进的技术对策和措施。尽管学者们的研究取得了丰硕的成果, 但在钻探过程中依然会出现许多问题, 例如偏斜过大的现象等。
应用此次发明的新型垂直钻孔陀螺偏心纠斜法, 可以有效解决现有技术中存在的问题, 方法简便, 准确性高;能够很好地控制钻孔的偏斜范围, 使钻孔的钻进轨迹重新回到设计范围内, 不受钻井液水压和流速的影响, 提高小口径钻探的钻探精度;对于探矿钻孔能够更加准确地圈定出矿的位置、规模, 提供精确的矿产储量;对于帷幕注浆孔, 由于能控制注浆钻孔的偏斜范围, 可更加准确计算出注浆孔的浆液扩散半径, 保障帷幕注浆效果的实现;特别适用于小口径垂直孔的钻探工作, 有效提高其经济效益及社会效益。
1 垂直钻孔陀螺偏心纠斜法介绍
1.1 基本原理
目前钻探中主要采用螺杆钻具进行纠斜, 螺杆钻具以钻井液为动力, 把井液的压力转变为井下钻具的动力, 从而实现钻井作业。这种方法对钻井液的压力和流量有很高的要求, 如果钻孔孔径小, 井液压力所产生的动力就达不到钻进所需的动力。目前常用的螺杆钻具直径大多在100 mm以上, 钻进直径小于100 mm的钻孔纠偏难以控制。由于小口径钻探的钻探精度低, 对于探矿钻孔难以准确地圈定出矿的位置、规模及提供精确的矿产储量;对于帷幕注浆孔, 不能准确地计算出注浆孔的浆液扩散半径, 帷幕注浆效果较差, 从而影响了探矿钻孔的经济效益及社会效益。利用偏心锲的斜面产生角度和螺杆钻具的定向装置, 垂直钻孔陀螺偏心纠斜利用陀螺测斜仪跟踪观测钻孔的轨迹, 确定钻孔纠斜的方位和角度, 从而达到钻孔纠偏的目的, 垂直钻孔陀螺偏心纠斜装置不同工作状态时结构如图1所示。
1.2 配套器具
(1) 偏心锲。利用钻杆制作, 斜面长1.8~2.0m, 斜面坡度为0.5°~1.2°, 偏心锲的顶部连接有一个钻杆接手。
(2) 定位靴。外径小于73 mm, 一般为65 mm外径, 55 mm内径, 材质为钢管或者硬质塑料管。
(3) 定位器。采用尼龙胶管加工而成, 安装在偏心楔上开口的上部钻杆内, 是陀螺测斜仪中的定向设备。
(4) 定位键。金属材料制作而成, 大小以能够顺利进入定位器的槽中为宜, 固定在定位器的中间部位。
(5) 钻具一套。长1.5~2.0 m, 配金刚石钻头。
1.3 操作步骤
以Ø75 mm垂直钻孔为例, 介绍本实用新型纠斜装置操作步骤:
(1) 纠斜位置的选择。钻孔钻进到一定深度后进行测斜, 如果钻孔偏距即将超出设计偏距或钻孔孔底倾角较大, 则需要纠斜。纠斜工作在基岩中进行, 位置选择在地层岩性完整、致密坚硬的地段。
(2) 偏心楔的下放。偏心楔连接Ø75 mm钻杆下放到钻孔底部。下放前计算好孔深、偏心楔和钻杆的长度, 确保偏心楔能够顺利下到孔底纠斜位置。下放过程中钻杆间的连接扣要拧紧, 避免在纠斜过程中由于纠斜钻杆的转动带动75 mm钻杆转动, 而改变偏心楔的定位方向。
(3) 偏心楔定向。偏心楔下放到孔底后, 将连接有定位靴的陀螺定向仪放到Ø75 mm钻杆内, 下放到钻杆底部, 使定位靴进入到定位器内, 通过定位器观测偏心楔的方位, 在孔口转动钻杆改变偏心楔的方位, 使偏心楔达到纠斜设计的方位。在孔口固定好钻杆, 升上测斜仪。在钻杆内下入底端带丝锥42 mm钻杆, 将偏心楔上端的尼龙定位器取出。
(4) 纠斜钻具的钻进。纠斜钻具上部与42mm钻杆连接, 下放到Ø75 mm钻杆底部。纠斜钻进过程中严格控制钻进的转速和压力, 使纠斜钻具缓慢通过偏心楔, 钻进3~5 m后, 提升纠斜钻具和偏心楔。
(5) 扩孔。在钻孔内下入前端带导正的Ø75mm钻具进行扩孔, 导正长度20~30 cm。
(6) 纠斜。扩孔结束后, 去掉前端导正, 正常钻进, 为保持纠斜效果, 纠斜位置以下20 m内不可提高钻进速度和压力。钻进至纠斜位置以下25~30m后, 进行钻孔测斜, 检查纠斜效果, 观测其倾角和偏斜方位变化, 如果钻孔轨迹方位有所改变, 斜率变小, 可继续钻进, 否则重复上述方法再次纠斜。
1.4 注意事项
(1) 钻井井底岩层要有一定的强度, 防止泄气下滑, 改变方向。
(2) 钻孔井底要干净, 防止纠斜器在井内时间长, 发生埋钻现象。
(3) 纠斜处井壁要较为完整, 有利于扩孔。
(4) 纠斜定向完成以后, 要在井口固定住钻杆, 防止因钻杆转动改变纠斜器的方向。
2 工程应用实例
在南李庄铁矿帷幕注浆工程中应用了陀螺偏心纠斜法, 效果较好。南李庄铁矿是河北省国控矿业有限公司下属金源矿业有限责任公司在建矿山, 位于邯郸县和武安市交界处。为了矿山的安全开采和区域地下水资源的保护, 南李庄铁矿采用帷幕注浆堵截矿山地下水。该工程于2012年2月开始实施, 2013年12月完成野外施工。在施工中, 采用陀螺偏心纠斜法对207个钻孔进行了纠斜。在纠斜位置以下的钻孔的方位角、斜度等都有明显变化, 偏距和偏斜率西欧随着进尺的深入而逐渐减少。例如K70钻孔设计孔深590.00 m, 设计钻孔最大偏距3.54m。钻孔钻进至260 m时进行了测斜, 发现钻孔的偏距较大, 决定对其纠斜。根据上述方法, 偏心楔楔面厚度设计为28 cm, 定向方位设计为122°的反方向 (302°) , 对其进行了纠斜工作, 钻进至290 m后进行了测斜检查纠斜效果, 发现钻孔的钻进方位发生了变化, 孔底倾角 (斜度) 也变小, 偏距开始变小, 直到终孔偏距均在设计要求范围内。
K70钻孔陀螺偏心纠斜仪部分深度纠斜测试数据见表1, K70钻孔轨迹平面如图2所示。南李庄铁矿帷幕注浆工程钻孔类型、数量、完成钻探、注浆工作量、测斜以及纠斜情况见表2, 钻孔孔斜合格率统计见表3。
3 结语
采用陀螺偏心纠斜方法能够很好地控制钻孔的偏斜范围, 提高小口径钻探的钻探精度。对于探矿钻孔能够准确地圈定出矿的位置、规模, 提供精确的矿产储量;特别是对于帷幕注浆孔, 通过控制注浆钻孔的偏斜范围, 能够更加准确地计算出注浆孔的浆液扩散半径, 保障帷幕注浆效果的实现。该方法具有定位准确、纠正角度可控、操作简单快速、效果明显等优点。垂直钻孔陀螺偏心纠斜法可以运用于钻探工程中的各种口径, 尤其是小口径的钻孔纠斜工作中, 可以有效提高经济效益及社会效益。
参考文献
[1]冉恒谦, 张金昌, 谢文卫, 等.地质钻探技术与应用研究[J].地质学报, 2011, 85 (11) :1806-1822.
[2]邬迪, 张幼振, 吕汉江.钻探机械绿色产品设计及评价[J].煤炭工程, 2007 (5) :18-20.
[3]孙建华, 梁健, 张永勤, 等.地质钻探高强度铝合金钻杆研制及其应用[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2011, 38 (7) :5-8.
[4]张丽君, 彭莉, 吕红军.深孔绳索取心钻杆质量控制措施[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2012, 39 (11) :33-36.
[5]邓梦春, 陆生林, 殷琨, 等.地质勘探空气反循环钻进技术找矿效果示范应用研究[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2013, 40 (3) :1-6.
[6]张成龙.大坡度并小半径曲线段盾构操作与纠偏施工控制研究[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2013, 40 (9) :80-84.
[7]金明方, 申青春, 谢伟.钻探与物探相结合判断大中型断层属性研究[J].煤炭工程, 2013 (10) :100-101.
[8]陶士先, 张丽君, 单文军.耐高温 (230℃) 饱和盐水钻井液技术研究[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2014, 41 (1) :21-26.
[9]罗永贵, 王红阳, 刘建华.小秦岭金矿田北矿带厚覆盖层钻探技术难点及对策[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2014, 41 (1) :27-29.
钻孔垂直度 篇2
经建设单位、监理单位对我单位施工的5#楼号进行墙柱模板拆除后的垂直度检查，发现墙体垂直度存在偏差，并对工程质量提出一些问题和要求；针对这些问题我项目部进行了整改，并采取了相应的质量控制措施。
2、预防和整改措施
（1）模板固定要牢固，检查时要用手锤敲击，当模板发出清脆的刚音时，可以定位固定牢固。
（2）模板应稳定牢固，拼缝严密，无松动，螺栓紧固可靠，标高尺寸应符合要求，并应检查核对，以防止施工中发生位移。
（3）浇筑砼时，看模人员责任明确，发现模板变形或位移时，及时纠正。
（4）针对墙体位移造成的墙体垂直度偏差，剔凿后用磨光机磨平。（5）细小的波浪纹，在后期装饰施工中找补。
（6）内墙做法为7厚1:1:6水泥石灰膏砂浆打底扫毛；7厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆找平扫毛；7厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂浆压实赶光。若墙体垂直度超出规范10mm，在墙体抹灰时，用保温抹面砂浆找平10mm。
二、蜂窝孔洞：砼局部酥松、浆少、石多，石子之间有孔隙，形成蜂窝状的孔洞。
1、原因分析
（1）砼和易性差，振捣不均匀
（2）砼一次下料过多，没有分段分层浇筑，振捣不实或下料与振捣没有配合好，未及时振捣又下料，因而漏浆漏振造成蜂窝。
2、预防和整改措施
（1）浇筑过程中要检查砼的和易性
（2）模板拼缝要严密，加固要牢固，缝隙堵严，墙柱根部用50-100mm的同标号水泥砂浆浇筑
（3）蜂窝较小的，将要脱落式的松散部分，凿除后清水清理干净，充分湿润后，用高一标号的细石砼或1:2水泥砂浆修补。
（4）蜂窝较大时，尽量剔成喇叭口，外大里小，用清水冲洗干净，在技术员的指导下，支好模板，再用高一标号的细石砼修补。
钻孔垂直度 篇3
关键词：瓦斯压力测定,垂直钻孔,封孔工艺
煤层瓦斯基础参数是矿井瓦斯涌出量预测、抽放瓦斯可行性评价、突出危险性鉴定、瓦斯综合治理措施的制定及抽放瓦斯工程设计的主要依据, 它受煤的变质程度、地质构造、埋藏深度、覆盖层厚度及透气性等诸多因素的影响, 为准确掌握四采3B#煤层瓦斯压力, 煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力。它是煤层瓦斯流动和涌出的基本参数, 亦是煤层瓦斯流动的动力, 不仅决定着煤层瓦斯含量与矿井涌出量的大小, 而且对于制订合理的瓦斯综合治理措施也起着重要的作用, 只有选择合理的采样地点并严格按照有关规程、规范及标准的要求进行测定, 才能保证测定结果具有代表性和普遍性。
1 钻孔布置原则
①尽量施工穿岩层钻孔, 钻孔见煤点距煤层内暴露点的距离必须大于50m;若实在没有施工穿层钻孔的地点, 则采用煤层钻孔进行测定;若采用煤层钻孔未能测出瓦斯压力则需采用间接法测定瓦斯压力, 即测定煤层的瓦斯含量、工业分析及吸附常数等基础参数, 根据有关公式计算煤层的瓦斯压力。②同一施工地点施工两个钻孔时, 两钻孔见煤点间距必须大于20m。③为了确保压力测定的可靠性, 测定地点的煤层应为未受采动影响的原始煤体, 并应避开地质构造裂隙带、巷道的卸压圈和采动影响范围。测定地点的岩柱应较致密且开口点距煤层的垂直距离不小于10m, 从岩巷内向测压煤层打钻孔并穿过煤层顶板 (或底板) 的距离不小于0.5m。④钻孔孔径选择覫65~75mm。⑤钻孔的施工要求为:有完整的打钻记录;当钻孔施工与矿井其它生产单位相互干扰时, 需设置专用钻场, 在钻场内施工钻孔;钻孔的方位角和倾角必须严格按照设计参数施工, 不得随意更改;当钻孔施工至煤层顶板 (或底板) 0.5m以上时, 应停止打钻。
2 施工方案说明
施工测压钻孔测压地点:四采区3B#层右二巷, 钻机由岩层向预定测量煤层瓦斯压力的地点打垂直穿层孔。如图1所示。
3 钻孔布置及参数设计 (见表1)
4 煤层瓦斯压力测定方法
4.1 钻孔施工。
钻孔设备选用鸡西同达钻机厂生产的ZLJ-640型钻机, 钻杆直径Φ50mm, 钻杆长度1.5米/根, 钻头直径Φ75mm。按附表1所示参数施工。
4.2 封孔前期准备。
封孔材料准备完全, 封孔前应制定相关安全技术措施。向钻孔送2根1.5米筛孔集气管在最前端, 依次连接1.5米测压管10支。并用管钳上紧, 逐步送入钻孔内。在连接测压管过程中, 管接头处要缠密封带以加强气密性。在送入测压管的过程中, 要保证管路连接正常, 防止测压管掉入钻孔。当全部管路送入钻孔后, 要用钻杆或木条等支撑住孔口木楔, 底板地面用木板垫实, 保证管路稳定, 不下滑;另一方面是加强支护, 保证注浆后的钻孔及管路稳定性。支撑钻杆或木条要维持到水泥浆凝固后方可撤去, 其间不要随意移动。
4.3 封孔工艺。
应用聚氨酯水泥封孔测定煤层瓦斯压力。封孔应在钻孔施工完成后1天内完成。水泥浆直接封孔, 通过水泥渗入钻孔周边裂隙, 杜绝瓦斯泄漏, 从而使测出的瓦斯压力值等于真实的煤层瓦斯压力。在筛孔集气管外端加入直径Φ75mm橡胶挡板, 用聚氨酯封孔1米凝固后依次用水泥浆封至巷道底板地面。封孔示意图如图2所示。
5 瓦斯压力观测方法
5.1 测压管理。
①设专人负责瓦斯压力的测定工作。②在瓦斯压力测定过程中, 应作好各种参数及施工情况的记录。③直接测压法应至少1天观测一次。④在观测中发现瓦斯压力值变化较大, 则应增加观测次数。
5.2 瓦斯压力观测时间。
采用直接测压法时, 当煤层的瓦斯压力小于4MPa时需5~20d;当煤层的瓦斯压力大于4MPa时, 则需20~40d。当测压时间达到规定, 如压力变化小于0.005 MPa/d, 测压工作即可结束;否则, 应延长测压时间。同一地点以最高瓦斯压力作为测定结果。观测记录如表2所示。
5.3 瓦斯压力的确定。将观测结果绘制在以时间 (d) 为横坐标, 瓦斯压力 (MPa) 为纵坐标的坐标图上。如图3所示。
6 结论
通过对煤层瓦斯压力测定, 掌握煤层瓦斯压力情况, 从而为煤层的煤与瓦斯突出防治措施的制定, 瓦斯综合治理方案提供依据和基础数据, 为矿井安全高效生产提供保障和安全的环境。
参考文献
[1]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京:煤炭工业出版社, 2001.
钻孔垂直度 篇4
1． 采用内控法,在底层设置控制线,在控制线交点架设激光铅垂仪,通过每层预留孔投放激光到
放线层预留孔上的有机玻璃板上,用铅笔标记激光点,如果放线层数太高,可转动激光铅垂仪360度取中点,或将底层控制线上移楼层,在放线层架设经纬仪对中激光点,将底层控制线投放到放线层上,其它线以控制线为基准排尺寸,投放三个点上去,即可复核尺寸的准确性.2． 我曾经施工过两栋高层、一栋27层、一栋20层。
其实垂直度控制不能单一来看。在空间几何体系中。垂直度必须和平面轴网联系起来，这样才能整体控制。
我来简单介绍下我们以前的控制过程。各位可以指正我的问题。
1、在地下室顶板浇筑完毕后将控制点埋好。（因为是高层，特别是现在寸土寸金的社会。经纬仪在建筑物外不好打仰角，所以平面轴线和高层垂直度控制用激光垂准仪和经纬仪和起来用控制的比较到位。）
注：控制点的选点和埋设；控制点一般选在横轴和纵轴比较开阔，并且控制轴联系起来。也就是形成闭和的轴网。和主轴线关系一定要标明。这个要根据建筑的平面图来定了。
2、在每层的楼板浇筑时在控制点处预埋一盒子。盒子可以用任何东西做。为了防止偏移，埋设一般为至少150*150的方盒。特别注意。楼板支撑体系一定要让开盒子处，以免砼浇筑完后垂直投点时挡住仪器的光线。
3、点投到上面后，用经纬仪把点复核，闭和就行了。
4、因为仪器的误差，气候、光线的影响。所以最好是50米高左右再重新转点。