周星昊

（鄭州祥隆地質工程有限公司，河南 鄭州 452370）

隨著我國科技技術發(fā)展速度的不斷提升，其中受控定向鉆探技術，作為鉆探工程施工中的一種比較先進的施工技術，在實際的運用過程中具有比較強的技術性，在當前我國各種地質勘測以及礦產的勘查工作當中，具有非常廣泛的應用。針對我國某地區(qū)在一處礦區(qū)范圍內，進行強導斜地層勘查鉆孔施工中存在的疑難問題，有效開展了“受控定向鉆探在強導斜地層勘測中的運用分析”，并且這一施工方式已經初步取得了明顯的成果，對提升工程施工質量和施工效率起到了重要保障[1]。

1 工程概況

在受控定向鉆探技術的實施過程當中，對我國某地區(qū)的鉛鋅礦區(qū)進行了有效實驗，該礦區(qū)所在的區(qū)域鉛鋅銀等金屬含量比較豐富，在對該地質條件進行勘測過程中發(fā)現了礦源地之一。該礦區(qū)所在的區(qū)域范圍主要是以鈣質巖石為主要的構成類型，并且其中還夾雜著大理石層，巖石類型的級別在7～8級之間，通過我國地質調查局在天津地質調查院中正式立項處理，位于我國某省市的地質調查院來進行地質的調查工作。在施工過程中，設置出ZK2701的定向鉆探孔，并且在深孔的設置深度上為360m，開孔角為10°，方位角為320°，在勘探過程中采用的是XY-5型的一整套巖心鉆探施工設備。在正式開始鉆探工作的時候，由于地層產生明顯的傾斜，甚至在5～10m深處的部分，傾斜角的大小為1°，造成了在該勘測孔上無法依照正常的頂角和方位角來進行鉆進，同時也很難設置出鉆孔的深度以及層礦部分，在連續(xù)性開孔3次之后，其中在報廢鉆孔深度達到了400m之后，再進行連續(xù)的打孔3次，將勘測孔深度進展到400m之后，在第4個新開孔中對受控定向鉆探技術加以運用。

2 受控定向鉆探技術運用

在對受控定向鉆探技術的有效運用過程中，在我國該地區(qū)的固體礦產區(qū)域的地質勘測過程中首次進行使用。結合了工程勘測的具體狀況分析，重點運用的是YL-65型號的螺桿鉆和與其配套的DG-38型號的單點定向測量儀。

2.1 螺桿鉆定向儀的主體結構與特點

在YL-65型號的螺桿鉆屬于一種井下動力鉆具，在實際的探測過程中主要通過旁通閥、發(fā)動機、傳動鏈條以及萬向軸等構件所構成。依據泥漿泵的整體壓力與流量的推動，在泥漿泵中的鉆井液，通過鉆桿進入到了旁通閥驅動螺桿上，在發(fā)動機的進出口部分形成了一種穩(wěn)定的壓力差，并且通過發(fā)動機內部的轉子旋轉，將扭矩和轉速通過萬向軸與轉動軸傳遞給鉆頭。

在DG-38型的單點定向儀，主要是通過井下儀器、絞車以及地面顯示儀表這三個主要部分所構成。在井下一起上方面主要是根據偏心錘的工作原理設計而成，并且在上半部分的整體結構上，采用的是從上到下的橫向軸承以及軸向鋼球進行傳動，在框架的一邊安裝偏心重錘。在探測管道產生傾斜的問題的時候，其中偏心塊就會因為自重問題而朝著另外一邊偏移，通過對這種性質比較特殊的框架的運用，在整體結構的內側和外側表面上，安裝一個對應的絕緣環(huán)，并且在上面固定一種導電性能比較優(yōu)良的金屬絲來作為一種接觸式開關，在偏心塊處于最下邊的通過最低點的時候，兩邊的連接線被正式接通，在離開該點的時候，兩端的連接線斷開，在通往地面儀表上產生的位置信號。

2.2 操作和計算方式

在造斜鉆深入到孔底之后，進行儀器和人井的下放，在斜口管自動進行坐入以及定位的時候，通過通過人工轉動鉆桿的方式，在斜面上朝著方位以及設計的方向記性鉆進，并且充分保證處于完全的吻合狀態(tài)，在地面的儀表上面發(fā)出相應的信號，則說明了鉆孔在方位上已經處于設計的位置之上，此時可以有效的擰緊和翻轉，并且啟動鉆具之后進行定向上的鉆進施工。

在計算的方式上導斜的工具與方向線，在中心點上存在不重合的現象，為了充分保證中心點不存在重合的問題，在定向線的中心位置進行角度調整。測量裝合差是在定向接頭外部邊緣部分進行標注，同時向定向中心線上進行劃分，將到斜線工具在母線上的位置，放置在定向接頭的外部，要是這兩個相線不重合的時候，則說明判斷的值存在偏差，從定向接頭的上端來進行觀察，通過工具上方的順時針方向，到中心點上的負值進行分析，其中存在比較明顯的工具滯后性，并且在后者的測量準確度上還是存在一定的偏差。

在進行鉆進工作過程當中，在鉆孔的內部所承受的螺桿，在工作過程中產生反方向上的扭矩，并且在扭矩所產生的一個反向扭矩角上進行測量，使得在定向的母線上發(fā)生了嚴重的偏轉問題，有效轉變了鉆進的整體方位。

2.3 糾斜過程中使用的重要技術措施

在施工現場配備一種性能優(yōu)良的組合式的鉆孔測量儀，分別由2個JXD以及兩個JXL所構成。在測量鉆孔頂端的小未交上，以JXD測量為主要的形勢，其中4個儀器可以有效實現兩個不同類型儀器相互之間的有效監(jiān)測，在監(jiān)測的結構上作為鉆孔造斜的主要依據。

在螺桿的位置方面，對螺桿提供動力輸出的主要是依靠水泵中的壓力以及流量的大小，為了充分保證螺桿可以正常的工作，使用兩臺BW-200類型的泥漿泵進行聯合性使用，并且還需要保證泵量達到180一250L/min,工作壓力達到3.2MPa。在標記好了定位孔之后，進行糾斜處理之前，需要在孔口上使用紅漆進行準確的標記，充分杜絕鉆具產生轉動的不良情況，同時在每次的糾斜工作之前，需要檢查其中巖心的具體工作狀況，盡可能的選擇巖石比較軟質的孔段材料，通過這種方式有效的延長了鉆桿的實際使用壽命，并且還獲得了比較理想化的糾斜效果。

3 結語

通過本文對強導斜地層勘查中受控定向鉆探的應用和分析，從中可以總結在本次工程施工中，在局部地區(qū)實施定向糾斜工作，選擇是YL-65型的螺桿鉆具，并且對其實施更高級的受控定向鉆探，對其中的分支孔、對穿孔等施工技術進行了選擇和使用，保證了鉆探工作的高效性。