【摘 要】鉆孔彎曲問題，歷來被人們所重視，而且在不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。本文從兩個(gè)方面論述了鉆孔彎曲的原因，提出了預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】鉆孔彎曲 防斜鉆鋌 預(yù)防

鉆孔彎曲度，在勘探地質(zhì)和其他工程鉆孔中，是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，特殊工程孔要求的則更嚴(yán)格一些。在勘探設(shè)計(jì)上，往往把鉆孔設(shè)計(jì)成為一條垂直于地心的直線，這是理想要求。要想達(dá)到這一要求是很困難的，也是不可能的。所以，在勘探規(guī)程中，允許有一定的彎曲度。但是要想達(dá)到這一規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，也不是輕而易舉的事。因?yàn)殂@孔彎曲是由多方面的因素構(gòu)成的，是很復(fù)雜的，這些因素在整個(gè)鉆探工藝過程都在起作用。只有掌握了這些因素，采取有效措施去克服這些因素，才能將鉆孔彎曲度限制在規(guī)定范圍之內(nèi)，從而取得良好的設(shè)計(jì)效果。

在我隊(duì)以往鉆探施工中，由于這個(gè)問題沒有得到重視，使工程質(zhì)量受到了影響，出現(xiàn)過丙級(jí)孔和報(bào)廢孔，而且拖延了地質(zhì)報(bào)告的時(shí)間。所以，孔斜這一課題對于我們是一個(gè)利害攸關(guān)而又迫切需要解決的技術(shù)難題。

一、孔斜原因的分析

（一）地質(zhì)構(gòu)造與巖性上的原因

臼溝礦區(qū)的勘探是在二疊紀(jì)煤系地層中鉆進(jìn)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層傾角變化大，常在20-81度之間，軟硬互層較多，泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖均比較軟，合金容易鉆進(jìn)。中細(xì)粒砂巖、細(xì)砂巖、礫狀細(xì)砂巖硬度大，合金不易啃動(dòng)，只有用鋼粒和部分金剛石鉆進(jìn)，由于有上述條件，使鉆孔容易彎曲。

巖層傾角的影響：巖層傾角若在20—30度之間則孔斜率大（順層跑），若巖層傾角在40-81度之間孔斜率較小如ZK-7號(hào)孔和ZK-9、ZK-17號(hào)孔，頂角均合乎規(guī)范要求。

方位角變化，大部分沿順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，只有個(gè)別孔反時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，這是由于地質(zhì)設(shè)計(jì)上使鉆孔中心平面沒有正交巖層走向（成銳角）而造成的。

（二）操作上的原因

1.安裝開孔在這兩個(gè)問題上往往注意不夠，尤其是現(xiàn)在將安裝人員分給鉆機(jī)上，為了早開鉆多進(jìn)尺，在安裝質(zhì)量上很不重視，不是鉆塔四角不水平，就是天車、立軸、孔口三點(diǎn)不在一直線上，如ZK-17號(hào)孔一個(gè)腿是墊起的，同時(shí)天車、立軸、孔口不在一直線上距孔口差了200 mm多，經(jīng)過上級(jí)檢查發(fā)現(xiàn)這一問題，也只好移移鉆機(jī)對附著開鉆。在ZK-9 號(hào)孔也是三點(diǎn)不在一直線上（相差200 mm多）不僅使鉆孔偏斜而且造成鍵槽卡鉆，鉆具折斷，找不到斷頭的惡性事故。開孔由于風(fēng)化地層厚度大，一兩個(gè)班就鉆進(jìn)30一40米，加上地層漏水，注意力都集中在堵漏上去了，等到把漏堵好，套管下好，一測量頂角，在套管中就差了2一3度。如ZK ---7號(hào)孔就是這樣。

2.在使用鋼粒上也控制不嚴(yán)，合金換鋼粒由小班自己掌握，合金鉆進(jìn)進(jìn)尺慢一點(diǎn)就換鋼粒鉆進(jìn)，造成孔壁時(shí)大時(shí)小，在該礦區(qū)有8號(hào)和10號(hào)兩臺(tái)鉆機(jī)施工，8號(hào)機(jī)喜歡用鋼粒，孔斜就嚴(yán)重，10號(hào)機(jī)堅(jiān)持用合金頂角控制在乙級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。

3.在防斜工具的使用上也不夠重視。感到問題嚴(yán)重時(shí)就用一用，碰到頂角沒有超限，連工具丟到那里去了也找不到，如8號(hào)機(jī)既有扶正器，也有偏重鉆鋌，他們施工的鉆孔總是彎曲，頂角常常超過規(guī)范要求，其重要原因之一是對防斜措施不重視。

二、防斜措施

鉆孔彎曲給我隊(duì)工程質(zhì)量帶來巨大的影響，在經(jīng)濟(jì)上也造成了不少損失，不采取切實(shí)有效的措施，很難完成技術(shù)指標(biāo)，我們除在管理上和控制上（崗位責(zé)任制與獎(jiǎng)金掛鉤）加強(qiáng)外，在技術(shù)上采取了如下措施：

（一）偏重鉆鋌

如用68mm鉆鋌外套由91xlOmm厚壁管，在偏輕一側(cè)（短徑一邊）鉆一排直徑為30mm深14mm孔間距300 mm共7個(gè)孔，鉆鋌長4.8米，厚壁管長4.2米套在鉆鋌上，一邊靠緊鉆鋌一邊離開3mm，兩頭用電焊焊牢，直徑91mm厚壁管中心線與直徑68mm鉆鋌中心線偏1、5 mm，用時(shí)下頭接巖心管《粗徑鉆具，上頭接鉆鋌。

防斜原理：1.鉆鋌外面再套厚壁管重量增大，使整個(gè)鉆具的重心下移；2.增加了鉆具的剛性，鉆具的剛性是與軸慣性矩（J）成正比。軸慣性矩與鉆具直徑的四次方成正比，且壁厚愈厚，軸慣性矩愈大。3.減少了粗徑鉆具與孔壁之間的間隙。直徑91mm是與鉆頭口徑—樣的，加上偏出3mm使長軸半徑為47mm，短軸半徑為44mm，47mm半徑園為直徑94mm，所以間隙較小。4.偏重離心力的沖磨作用，由于它一邊重一邊輕，當(dāng)偏重鉆鋌圍繞鉆孔中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)朝向重方的離心力，當(dāng)鉆孔歪斜后，偏重鉆鋌在重力作用下將產(chǎn)生一個(gè)分力，使鉆頭靠向孔壁下幫有自然減斜作用，由于離心力永遠(yuǎn)朝向偏重鉆鋌的重邊，因此鉆具每轉(zhuǎn)一圈，分力和離心力便重合一次，使孔壁下幫受到一個(gè)較大的周期性的沖擊磨擦，從而使已偏斜了的鉆孔逐漸復(fù)直，從使用過的偏重鉆鋌磨損情況看也證實(shí)了這種原理。我們在臼溝礦區(qū)使用效果較好。

（二）防斜鉆鋌

偏重鉆鋌防斜，直孔施工頂角，并且超限3度才會(huì)起作用，另外偏重鉆鋌直徑91xlOmm厚壁管磨損大，材料來源不易，這樣也就限制了它的使用條件，為此不得不另謀出路，根據(jù)扶正器原理同時(shí)考現(xiàn)場工人操作方便而設(shè)計(jì)出防斜鉆鋌，防斜鉆鋌材料是用4.3-4.4米長的鉆鋌兩頭空出l米，中間距2.3 -2.5米用電焊焊6片筋，筋原為20 x13 x 300 mm，焊筋處的最大外徑分94mm每根鉆鋌焊兩組，一個(gè)孔內(nèi)用三根焊筋的鉆鋌編出一個(gè)立根，同時(shí)最下面一頭與粗徑鉆具（巖心管）相接，最上面一頭與晉通鉆鋌相接。

防斜原理：1.筋片起扶正作用，在并壁上有一個(gè)接觸點(diǎn)，其接觸點(diǎn)的間距為半波長度的一半（直徑68mm鉆鋌半波短為4.3--4.5）。2.相當(dāng)于延長了粗徑鉆具，使用長度達(dá)到20米（對鋼粒鉆進(jìn)的要求合金鉆進(jìn)為7-9米）故能起到防斜作用。3.減少了與井壁之間的間隙。

鉆孔彎曲的防治，幾年來我們?nèi)〉昧艘欢ǔ尚?，但由于開動(dòng)鉆機(jī)少，實(shí)踐機(jī)會(huì)不多，偶而因素不可預(yù)計(jì)，因此對事物的必然性還認(rèn)識(shí)不足，有待于進(jìn)一步研究和探討。