遇层角法在瓦斯抽采定向钻孔中的计算与应用

为了能够直接反映瓦斯抽采定向钻孔轨迹与煤(岩)层的相对位置,优化钻孔轨迹设计并提高钻孔轨迹控制精度,研究提出了遇层角法,首先介绍了遇层角法的概念,然后创建模型并进行了钻孔遇层角的分析与计算,进而导出煤(岩)层法向偏差的计算公式,并通过举例说明了遇层角法在瓦斯抽采定向钻孔轨迹的优化设计与准确控制中具有积极意义。

也谈钻孔遇层角的计算方法

《西部探矿工程》1991年第3期发表了齐瑞忱的“钻孔迂层角的计算方法”一文。该文在推导时采用立体几何、三角方法很直观,易理解。如果采用球面三角、赤平投影方法,则要简单些,下面介绍这种方法。

钻孔遇层角的计算方法

在定向钻孔轨迹的设计中,要确定各孔段的长度,各孔段的顶角和方位角的变化值,以使钻孔达到预定的目的点(靶点)。但仅此是不够的,在有些情况下还需检验钻孔的遇层角是否满足要求。对于不同目的的钻孔,其对遇层角的要求是不同的。比如,对于固体矿产的矿层来讲,钻孔遇层角一般不应小于30°,以大一些为好,而对于供水井或油井来讲,钻孔平行穿过含水层、含油层比之斜交或垂直穿过该层位要获得更大的开采量,即对于各种情况钻孔遇层角以小一些为好。但遇层角并不是一个直接已知的参数,而是取决于目的层位的钻孔顶角、方位角和该层位的倾角,后两者是确定的,而钻孔的顶角和方位角是可调的。

用数理统计方法分析遇层角对定向孔轨迹的影响

虽然人们已知钻孔与岩层的遇层角γ_i对钻孔自然弯曲过程有影响,但这个角仍是钻孔弯曲工艺技术原因中的一个“阴影”,而弄清楚弯曲的原因在钻孔自然弯曲的研究中和定向钻进技术手段的设计中起着关键作用。以前进行的地质勘探钻孔自然弯曲的研究表明,当钻孔与软硬互层的岩层斜交达到某个遇层角γ_0时,会产生造斜力矩,使钻孔在水平投影和垂直投影图L改变状态。当钻孔遇层角γ_6大于γ_(kp)(从中硬岩石进入硬岩石)时,钻孔将向岩层接触面的法线方向弯曲。当遇层角度数更小些(γ_0<γ_(kp))、而且从软岩进入硬岩石时,钻孔沿着层面下滑。

长距离大倾角小角度穿层钻进技术研究

长距离大倾角小角度穿层钻进,集中体现了定向钻进的技术难点,国内尚没有研究报道,更没有成功实施的先例。该矿通过探放7308采空区水,分析影响长距离大倾角小角度穿层特殊条件下定向钻进的因素,适时调整钻进技术参数,选用特殊型号钻杆,稳定组合钻具,成功地放出了7308采空区水,消除了水害隐患,保证了矿井的接续安排,取得了较好的经济效益,并解决了长距离大倾角小角度穿层特殊条件下定向钻进的技术难题。