测斜距选取对基坑监测结果的影响研究

测斜的量距是指滑轮在测斜管内每次提升读数的距离间隔,通常采用的是一倍或两倍量距。本文章以工程实践为依据,结合测斜仪的原理探究了测斜量距的选取对基坑监测结果的影响并对其原因进行了分析,希望对基坑的测斜监测提供一定的参考。

大排量直井段随钻测斜工具的研制与应用

为解决深井、超深井上部大尺寸直井段因钻井排量高导致的随钻测斜工具冲蚀严重、故障率及成本高等问题,综合采用扩大过流面积、流场仿真优化及冲蚀剧烈区局部硬质合金保护方法,研制了大流道耐冲蚀旋转阀组;采用加速度计柔性悬浮固定、电路板有机硅灌封胶等多级复合减振方法,提高了随钻测斜工具电子电路的抗振能力;通过设计快速传输编码、低功耗电子电路及节能运行模式,提高了测斜效率与测斜工具的续航能力。通过研制关键部件大流道耐冲蚀旋转阀组,采用不同技术方法提高测斜工具的抗振能力、测斜效率和续航能力,研制了系列尺寸的大排量直井段随钻测斜工具。川渝、新疆等地区的12口井应用该工具随钻监测井斜角,该工具表现出耐大排量冲蚀的能力,最高适用排量达120 L/s,运行稳定可靠,故障率低于0.5次/月,续航可达30 d以上。现场应用结果表明,大排量直井段随钻测斜工具能满足深井、超深井大尺寸直井段随钻测斜的要求,可为深井、超深井获得高质量直井段提供支持。

基于B型深孔测斜曲线的滑坡滑动面位置确定方法

在实际的深孔位移监测中,测斜曲线的突变特征是滑动面辨识的关键依据,对于“B”型测斜曲线通常是将曲线的鼓包凸起点作为滑动面的位置,但这种方法容易受到测点布置间隔和横纵坐标观测尺度的影响,存在滑面位置定义不清晰、数值不确定的问题。为了能够有效地克服这些缺点,提升测斜曲线滑动面辨识的准确度,基于“B”型测斜曲线变化特征,研究将滑坡抽象为由“滑动体”、“滑动区间”以及“不动体”三者组成的概化模型,并对滑坡运动过程中不同深度处土体的位移速率和加速度变化特点进行了深入分析。结果表明:土体位移速率沿深度方向会形成多道曲线簇,且不同曲线簇分别对应各滑面所在的滑动区间及非滑动区间。此外,将位移速率转化为加速度,则土体加速度曲线具有更加显著的分簇特征,能够为准确区分滑动体和不动体的区间范围提供重要依据。进一步地,提取监测期内加速度曲线分簇特征显著的当日土体加速度并绘制散点图,能够快速准确地确定坡体不同区间的深度范围。基于当日各滑面所在滑动区间内的加速度数据,运用三次样条插值法计算该区间内的位移加速度最大值,由于滑面处的土体加速度最大,则该值对应的土体深度可作为滑面位置的计算深度。研究方法能够更加精准地确定滑动面位置,并使滑面位置的确定可计算化,有效提升了深孔位移监测数据的利用程度和可靠度,具有较大的实用价值。

基于“D”型深孔测斜曲线的滑坡滑动面位置确定方法研究

在实际的深孔位移监测中,测斜曲线的突变特征是滑动面辨识的关键依据,前人通过大量的研究总结将滑动面迹象显著的测斜曲线类型分为了“B”型、“D”型、“r”型等几种。其中,对于“D”型测斜曲线通常是将曲线的鼓包凸起点作为滑动面的位置,但这种方法容易受到测点布置间隔和横纵坐标观测尺度的影响,存在滑面位置定义不清晰、数值不确定的问题。为了能够有效地克服这些缺点,提升测斜曲线滑动面辨识的准确度,基于“D”型测斜曲线变化特征,将滑坡抽象为由“滑动体”“滑动区间”以及“不动体”三者组成的概化模型,根据三者抗弯刚度的差异建立外界荷载作用下的杆件力学模型,深入分析滑坡运动过程中不同深度处土体的变形特点。研究表明,由于“D”型曲线滑动面并未完全贯通,使得土体沿深度方向变形连续无突变,力学模型中杆件正负弯矩的分界点是变形曲线水平位移最大处,能够真实地反映滑坡变形特点以及滑动面的位置。将土体累计位移转化为相对位移,则“D”型深孔测斜曲线变为了“S”型相对位移-深度曲线,且“S”型曲线的拐点与滑动面的位置相近;通过提取监测期内不同深度处土体的平均相对位移,运用三次样条插值法计算“S”型区段内拐点的深度值,能够更加精准地确定滑动面位置,更好地提升深孔位移监测的可靠度和准确度,具有较大的实用价值。

一种测斜机器人正反测量技术的研究

仿生式测斜机器人是一项替代人工测斜的自动化监测技术,因其无人工误差、测量频率高、时效性好等特点,受到了广泛的关注。正反测量技术是测斜机器人的关键技术之一。该文研究一种高精度的正反测量技术,利用步进电机驱动技术和齿轮传动技术实现了测斜机器人的旋转机构设计,具有定位精度高、抗疲劳性强、产品化程度高等特点。在此基础上,该文详细研究了正反测量在测斜技术中的应用,揭示了其对测斜精度和可靠性的影响。该文弥补了测斜技术中正反测量在理论和技术层面的研究空白,对测斜技术的实际应用以及行业规范的标准化具有指导意义。

基于测斜数据的抗滑桩工作状态评价

在抗滑桩上设置测斜管,对抗滑桩的侧向位移进行监测,然后用测斜数据来反演分析抗滑桩的内力,再与抗滑桩的设计内力相比较,就可以知道抗滑桩的工作状态。抗滑桩的工作状态可分为安全、临界安全、非安全3种状态,安全状态下抗滑桩尚有一定的安全余度;临界安全状态下抗滑桩完全发挥了作用,处于最经济的设计安全余度,需要加强监测,密切关注下一步发展;非安全状态下抗滑桩达不到设计的安全要求,可能出现抗滑桩的破坏,必须加强监测,必要时实施新的加固措施。对工程实际中的抗滑桩进行监测,由测斜数据反演分析可知,抗滑桩处于安全工作状态。

基坑测斜技术研究

对深基坑施工中深层土体水平位移的一些测试技术问题进行分析和探讨．指出应变式测仪斜精度可满足一般工程需要；测点距应定为导轮距．给出了“跳槽”的处理方法．

小口径光纤陀螺快速精密定向测斜研究

针对油气井测量所面临的小口径、高温、高冲击等环境挑战,研究了一种应用小口径光纤陀螺和MEMS加速度计构成的新型油气井用快速定向测斜系统,为确保该环境下的测量精度,提出了快速粗测与精测相结合的方法,设计了优化的二位置寻北方案,通过旋转自动调整测量位置,并用小波滤波对信号进行处理,以实现仪器快速精密定向测斜。论文给出了系统方案、寻北测斜算法和小波滤波算法。测试结果表明:该系统90s定向精度优于±1°,倾角精度达到±0.1°以内,信号传输距离超过9000m。该方案采用了固态结构的惯性敏感器,使系统抗冲击能力大大提高,可靠性增强,各主要指标均优于传统动调式定向仪,非常适合全天候野外作业环境,具有广阔的应用前景。

石油钻井倾斜及方位测量的研究

提出了以加速度计和磁传感器为测量元件进行角度测量的方法 ,并对该测量方法的原理进行了探讨 ,同时对油井测斜原理中关键的俯仰角及横滚角的拾取方法进行了仿真 ,结果表明 ,这种角度测量的方法是切实可行的。

基于远程监控管理系统的深基坑测斜数据分析

远程监控管理系统做为控制建设风险的一种有效手段,目前已全面应用于上海轨道交通建设中。如何做好现场大量实测数据和施工资料的整理分析,确切掌握施工过程中基坑支护体系的受力规律和安全性状,就变得异常重要。结合上海地铁工程实际情况,通过对大量实测测斜数据的挖掘分析,提出了一套合理有效的基坑变形警戒值。

垂直钻井工具测斜仪精确校正理论与实验

针对自动垂直钻井工具因测斜仪(其核心部件为二轴或三轴重力加速度计)的安装误差而导致小井斜测量精度不高的问题,通过建立测斜仪的实际安装坐标系与其理想坐标系之间的映射关系,推导出利用测斜仪的实际输出信号计算真实井斜角的函数关系,从而在理论上实现了对测斜仪的精确校正。对基于二轴重力加速度计的测斜仪提出了只需要获取测斜仪的两个测量轴与其理想坐标系对应轴的夹角参数,即可对测斜仪进行精确校正的工程方法,并借助自行研发的某型号自动垂直钻具原理样机,对相应夹角参数提取及测斜仪的精确校正进行了实验分析。实验结果表明,利用该方法对测斜仪进行校正可保证测斜仪的测量精度不受测斜仪安装误差的影响。

光纤陀螺油井测斜系统硬件研究及设计

为了实现石油测井中井眼轨迹测量,提出了一种基于光纤陀螺油井测斜系统的设计和实现方法,将捷联惯性导航技术应用到油田测井领域。整个系统是以高速数字信号处理器TMS320VC33为核心实现数字滤波和导航解算,以FPGA设计为辅完成DSP外围接口功能,实现对水平井的井斜角、方位角和工具面角的测量。该文重点介绍了惯性测量单元、数据采集与接口电路、通讯电路和导航计算机等方面进行硬件和软件设计,并对已完成的试验样机进行全面测试,达到预期的基本要求。

地铁深基坑测斜监控指标的探讨及实践

地铁深基坑的周边保护环境要求很高,加之各个地区的工程水文地质条件不同,研究并制定适合于当地情况的监测监控指标值非常重要。在对地铁深基坑监测监控指标的涵义进行探讨的基础上,提出地铁深基坑监测监控指标的研究思路,并结合宁波地区1号线12个基坑140个测斜孔的监测数据,对基坑测斜分层控制指标进行了研究,并得到一套分层控制指标值,具有一定的参考价值。

基于深基坑工程测斜监测曲线的地下连续墙弯矩估算方法研究

在深基坑工程中,为了保护基坑的安全,需对地下连续墙的弯矩承载力发挥情况做到心中有数,但就目前的工程现状来看,直接得到地下连续墙的真实弯矩很困难。为此本文作者根据深基坑工程中常规监测得到的地下连续墙的测斜曲线,建立了一种在不需要知道钢筋应力情况下就能估算地墙弯矩的简便方法,能够直接为广大工程人员掌握。这种估算方法的应用,可以节约深基坑工程中的监测费用,让工程师们及时了解地下连续墙承载力发挥情况,提前采取措施避免由于地下连续墙设计不合理引起的工程事故的发生。

外错高抽巷卸压瓦斯抽采钻孔测斜与纠偏技术

为解决李雅庄煤矿2—603工作面卸压瓦斯抽采钻孔钻进轨迹偏离钻孔原设计轨迹的难题,基于原设计钻孔的测斜结果,提出了角度补偿纠偏方法及钻孔纠偏效果评价指标。原设计151、152号钻孔的测斜结果表明：终孔位置偏斜距离分别为4.203、4.481 m,采用角度补偿纠偏方法后钻孔终孔位置偏斜距离为1.363 m。纠偏后钻孔瓦斯体积分数的最大值和平均值较纠偏前分别提高了15.3%、11.6%,且持续抽采时间增加了1～6 d。纠偏效果表明：该方法基本解决了钻孔偏斜问题,提高了卸压瓦斯抽采效果。

陀螺测斜仪中的陀螺设计选型

简要介绍了陀螺仪的种类和原理。分析了框架式陀螺、动力调谐陀螺、液浮速率积分陀螺等测井用陀螺在测斜测井仪器方面的应用及各自的优劣 ,尤其介绍了光学陀螺仪在陀螺测斜仪器上的应用 ;分析了具有自主知识产权的国产陀螺测斜仪在研究、开发方面的现状 ,以及油田在使用方面对陀螺测斜仪技术上的要求 ,肯定了光纤陀螺技术在油田应用上的未来前景。

一种测斜计算新方法——自然参数法

在线性井斜函数的假设条件下，推导出了测段内坐标增量的计算公式，提出了计算井眼轨迹的自然参数法。该方法的描述模型比较合理，具有计算公式简单、计算稳定性好、对井眼轨迹的插值计算容易实现等特点，便于现场应用。经两种典型理论曲线的验证表明：自然参数法优于目前普遍采用的圆柱螺线法和最小曲率法等测斜计算方法，并且对于转盘钻进井段和导向钻具定向钻进井段都可以得到较好的计算结果。

井眼轨迹测斜计算方法误差分析

通过数值方法构造了用于井眼轨迹测斜计算方法对比分析的参考曲线,获得了测斜计算误差分析的参考条件。在此基础上对常用的平均角法、校正平均角法、平衡正切法、最小曲率法、弦步法以及它们的平均井眼位置的误差进行了对比分析。结果表明,无论哪种测斜计算方法,所表现出来的误差特性都很相似,均遵循随测深增加而线性增加的变化趋势。误差散点图表现出的分散性不强,与典型的随机误差的散点图相比,更偏向于系统误差的分布。由于井眼轨迹测斜计算方法误差对轨迹综合误差分析影响较小,因此,经过较大样本空间的分析,几种测斜计算方法所产生的误差概率密度函数均可用统一的解析式表示,通过最小二乘法拟合得到了该解析式的参数值。

基于超声波的近钻头无线随钻测斜系统设计

为了实现近钻头测斜,同时提高特殊工艺井、定向井及水平井等高精度井施工中井眼轨迹的控制能力和计算精度,对利用超声波作为无线信号传递的编码方案做了简要介绍,设计了基于超声波的近钻头无线随钻测斜系统,并对该系统进行了现场试验。试验结果表明,利用超声波来实现近钻头部分井斜角数据的传递是切实可行的。在室内利用超声波最大可达到1 000 b/s的数据传输速度,随着研究的深入可以实现近钻头部分其他参数的测量。

基于地球重力场和磁场测量的测斜技术

论述了通过测量地球重力加速度和地球磁场强度分量确定物体倾角和磁方位角的基本原理、数值计算方法和结构误差分析校正 。