鉆孔偏斜(hole deviation)
工程鉆探中,鉆孔的實際軸線偏離設計軸線的現象。這又稱鉆孔彎曲。鉆孔設計軸線在地下空間的坐標位置,是根據工程的不同要求確定的。由于地質和鉆探工藝技術方面的原因,鉆孔的實際軸線不可避免地會偏離設計軸線。各類不同用途的鉆孔允許的偏斜量不盡相同,如工程地質勘察孔每100m間隔的偏斜量,垂直孔不得超過1.5。,斜孔不得超過3。;樁基孔的偏斜量,限在不超過孔深的1%內。鉆孔偏斜超限會降低地質資料的可靠程度,降低工程質量,并給正常鉆進造成困難,甚至釀成孔內事故。鉆孔偏斜時,需及時進行鉆孔偏斜測量,準確了解鉆孔空間位置,采取有效措施預防并及時糾正鉆孔偏斜。
鉆孔偏斜測量測量鉆孔某點頂角、方位角的作業。這又稱鉆孔彎曲測量,簡稱測斜。測量鉆孔偏斜的儀器稱測斜儀。測斜儀種類繁多,且發展很快。測斜儀一般由測頂角和測方位角兩部分組成,其中測頂角部分利用液面水平原理或重錘原理工作;測方位角部分利用地磁場定向、間接定向或陀螺定向原理工作。工程鉆探中,還經常用氫氟酸法測斜,但只能測量鉆孔頂角。其方法是將按比例配制的氫氟酸水溶液注入壁厚3mm、直徑27~30mm、長200~250mm的玻璃管內,上口用膠塞塞緊后,放到特制的測斜接頭內下到擬測斜孔段,停留一段時間后提升鉆具取出玻璃管,量測玻璃管內的蝕痕并計算鉆孔頂角。孔深在30m以內的大口徑孔,亦可采用孔口十字架配合重錘進行孔斜測量。
防斜措施鉆探施工中,為預防鉆孔發生偏斜而采取的措施。一般有:(1)確保設備安裝質量;(2)采用合理的鉆進工藝、鉆具結構和鉆進參數;(3)根據地層自然彎曲規律設計鉆孔;(4)鉆進中按照規程要求及時測斜。鉆孔稍有偏斜及早糾正,嚴防其發展。
糾斜措施鉆孔偏斜量超過允許限度時采取的使鉆孔偏回設計軸線的措施。常用的有自然糾斜法、反轉糾斜法、擴孔糾斜法、回填原孔法和導斜器糾斜法等。(1)自然糾斜法。用于糾正鉆孔頂角偏斜,從對孔內鉆具的受力分析出發,改變鉆具結構方式,如使用大鉆頭配小一級巖心管的塔式鉆具、連接支撐接頭或偏重管等,使鉆具工作時在鉆頭上產生一矯正力,促使鉆進過程中鉆孔頂角增大或減小。(2)反轉糾斜法。利用鉆具反方向回轉鉆進來改變鉆具的偏斜力和鉆粒對鉆具的楔墊作用,達到糾正鉆孔的方位偏斜的目的。(3)擴孔糾斜法。用比偏斜孔段鉆孔直徑大一級的鉆具配長巖心管,從矯直孔段向下擴孔鉆進,使偏斜孔段通過擴壁糾直。(4)回填原孔糾斜法。向偏斜孔段灌注水泥,待凝固后用長度較大、剛性較好的鉆具鉆出新孔。(5)導斜器糾斜法。向鉆孔內定向下入導斜器,強制糾正偏斜鉆孔的頂角和方位角(見定向鉆探)。
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