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反井鉆機偏差控制措施及孔偏斜精細(xì)量測技術(shù)
來源:19363.cn 作者:admin 日期:2015-08-05 00:47:40 熱度:1080 ℃
偏差控制措施及孔偏斜精細(xì)量測技術(shù)
在反井鉆施工過程中,導(dǎo)孔的精度控制是關(guān)鍵,也是施工的難點。一般情況下,偏差控制在1% 以內(nèi)符合要求。
在超深豎井中,偏差更加難于控制,鉆進深度越深,越難于控制,根據(jù)CCS水電站豎井施工的經(jīng)驗,要達到理想的偏差控制,除了基本條件必須滿足要求外,在鉆進過程中,要嚴(yán)格控制鉆進參數(shù),均速鉆進,并通過降低鉆進速度來減小偏差,但在井深達到400米以后,偏差可控性較差的,往往取決于地質(zhì)情況好壞、巖石的走向等因素,所以必須在400米以前,使偏差得到最佳的控制。
1、偏差控制的基本要求
(1)基礎(chǔ)達到要求
基礎(chǔ)施工是偏差控制工作的第一步,是偏差控制的先決條件之一,基礎(chǔ)必須滿足平整度、穩(wěn)定性、強度的要求,基礎(chǔ)不能滿足要求,不得進行下一道工序施工。具體要求詳見3.3.1基礎(chǔ)施工。
(2)測量校準(zhǔn)無誤
精確控制測量放樣,對主機水平進行校準(zhǔn),確保鉆桿垂直于水平面,也是偏差控制工作的關(guān)鍵步驟,直接影響到造孔精度;
(3)嚴(yán)格控制鉆進參數(shù),使設(shè)備在最佳狀態(tài)下平穩(wěn)推進。鉆進參數(shù)的設(shè)置詳見導(dǎo)孔、擴孔鉆進階段相關(guān)內(nèi)容。
2、鉆孔過程中的偏差控制措施
2.1合理配置穩(wěn)定鉆桿
穩(wěn)定鉆桿的作用主要是控制鉆頭在鉆進過程中順開孔方向直線鉆進,所以穩(wěn)定鉆桿和鉆頭直徑的合理配置是保證鉆孔精度的重要條件之一。穩(wěn)定鉆桿外徑為Φ280mm ,與導(dǎo)孔鉆頭鉆孔直徑相同,確保了穩(wěn)定鉆桿緊貼巖石面,使得導(dǎo)孔鉆進不偏離。配置穩(wěn)定鉆桿時注意以下幾點:
(1) 開孔前檢查導(dǎo)孔鉆頭和穩(wěn)定鉆桿,要求導(dǎo)孔鉆頭直徑和穩(wěn)定鉆桿外徑相同,以保證鉆頭與鉆桿同心,確保鉆孔的精度;
(2) 穩(wěn)定鉆桿的磨損如超過 3 mm,其穩(wěn)定作用減小,就不得再繼續(xù)使用,只能作報廢處理;
(3) 穩(wěn)定鉆桿的配置采取鉆頭后連續(xù)裝6~7根穩(wěn)定鉆桿(CCS水電站1號井配置7根,1號井配置6根),根據(jù)地質(zhì)情況,CCS水電站兩條豎井地質(zhì)情況都較差,所以后面不配置穩(wěn)定鉆桿。
2.2合理控制鉆進速度
合理控制導(dǎo)孔鉆進速度是控制偏差的另一關(guān)鍵手段,鉆進壓力、轉(zhuǎn)速決定了鉆進速度,而鉆進速度取決于操作人員對鉆進參數(shù)的合理控制。鉆桿是鋼性體,具有一定的撓度,在造孔過程中其撓度與長度及所施加的鉆壓成正比,鉆壓越大,長度越長,撓度也越大,這樣鉆桿偏離軸線的機率也越大,精度越難以保證,而鉆壓較小,造孔速度就會下降,因此正確控制鉆進速度是保證導(dǎo)孔精度的重要條件之一。同時鉆進參數(shù)選擇還要根據(jù)地質(zhì)情況等多方面因素確定,由操作員在施工過程中根據(jù)不同情況及時調(diào)整。
以CCS水電站兩條豎井為例,導(dǎo)孔開孔時速度較慢,一般控制在200分鐘/米,待穩(wěn)定鉆桿全部進入巖石后可適當(dāng)加速,但前面50~100米內(nèi)速度不宜過快,盡量做到0偏差,否則后面的偏差控制難于達到要求,50~100米以后正常鉆進,速度一般控制在80分鐘/米,和斜井施工有所不同,豎井的反井施工可以通過合理控制鉆進速度來控制偏差。
3、偏差測量
在反井鉆施工中,豎井的孔位偏差測量是反井鉆施工中必不可少的輔助手段之一,鉆頭進入巖石后,對其偏斜的方位無法進行有效監(jiān)控,只能通過測斜儀進行孔偏差的測量,掌握其情況,從而指導(dǎo)下一步鉆進。目前使用的測斜儀有多種,CCS水電站采用瑞典進口的型號為REFLEXEZ-TRAC™的高精度測斜儀,REFLEXEZ-TRAC™測斜儀可以測出當(dāng)前測量位置的水平角、方位角、磁偏角、磁場強度、溫度等。
3.1 REFLEXEZ-TRAC™測斜儀的原理
目前使用的測斜儀有多種多樣,大多利用地磁場原理。REFLEXEZ-TRAC™測斜儀同樣利用地磁場,根據(jù)測量出的水平角、方位角、磁偏角和當(dāng)前的測量距離,而計算出偏斜方向和偏斜距離。
3.2 REFLEXEZ-TRAC™測斜儀使用注意事項
任何人工或者天然的磁場都會對測斜儀造成干擾,從而影響測量精度,所以在測量時要注意:
(1)在用測斜儀進行測量前,必須把鉆桿全部取出孔外;
(2)測量探頭3米范圍內(nèi)不得有錨桿等鐵件;
(3)可以采用麻繩或者尼龍繩來懸掛探頭;
(4)按下手持機測量按鈕時要保持懸掛探頭的繩索穩(wěn)定,不得移動;
(5)在測量點附近可能會遇到鐵礦石,會造成干擾,使測量結(jié)果不準(zhǔn)確,所以在對測量結(jié)果進行分析時,可以將有異常的數(shù)據(jù)過濾掉。
3.3測斜方法
主要有單點測量和多點測量兩種測斜方法,單點測量只能測一個點的偏斜,多點測量可以根據(jù)需要設(shè)置測量間距,從而掌握整條導(dǎo)孔的偏斜情況。在CCS水電站豎井的測斜中,我們采用多點測量。
以下為2號井300米測斜示例:從圖表中可以看到測量間距為10米,從0~300米進行了31次測量,并且準(zhǔn)確顯示每個部位的偏斜方向、偏斜距離、水平角、磁偏角等信息,例如300米時:往東偏86cm,往南偏116cm。(注:該孔527米打通后偏斜4.7米。)
1、偏差控制的基本要求
2、鉆孔過程中的偏差控制措施
2.1合理配置穩(wěn)定鉆桿
穩(wěn)定鉆桿的作用主要是控制鉆頭在鉆進過程中順開孔方向直線鉆進,所以穩(wěn)定鉆桿和鉆頭直徑的合理配置是保證鉆孔精度的重要條件之一。穩(wěn)定鉆桿外徑為Φ280mm
3、偏差測量
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