钻孔弯曲测量

钻孔顶角是钻孔在其各测点处倾斜方向的垂直平面上偏离铅垂线的角度，可利用地球重力场，以铅垂线为基准，采用液面水平、悬锤、摆锤等方法测量。高精度测量采用闭环式加速度计。钻孔方位角是钻孔水平投影偏离磁北(N)的角度，利用地球磁场、以地球磁子午线为定向基准，用磁罗盘测量。高精度测量采用磁通门。在强磁性矿区的钻孔内，要采用以惯性定向原理的陀螺仪测量。

用磁罗盘测量钻孔方位角的测斜仪，有下列几种类型：①机械锁卡单点测斜仪。这是一种利用机械钟来定时的测斜仪，它可按钻具到达井停留在孔内某点所需的预定时间来锁卡摆锤和罗盘磁针，然后提到地面读出其顶角和方位角读数。②地面控制多点测斜仪。这是一种利用平衡电桥原理的测斜仪。随孔斜变化的探管角度传感器的电阻数值（孔斜数据），可由地面仪器面板上与平衡桥臂电位器同轴转动的度盘指示出来，从而可于探管在孔内移位过程中进行无限多点测量。③单点、多点照相测斜仪。这是一种用孔内照相技术来显示钻孔顶角和方位角的测斜仪。这类仪器常见的测角部件式样有悬锤－磁罗盘式、磁环浮子式等。其测斜数据可由照相底片上，悬锤十字丝或仪器轴线标志，投影在罗盘（有顶角刻度的）面上的位置读出。这类仪器在中国、美国、前苏联和欧洲各国等广泛使用。

地质勘探的目的是为了对矿区做出正确的评价，提交地质勘探报告，给矿山开采设计提供可靠的资料。报告中矿产储量计算的重要依据之一是钻孔轴芯线在地下空间的坐标位置，它的坐标位置是否真实可靠，取决于钻孔各测点处的深度、顶角、方位角数据。，前述实例表明：由于在钻探施工中，对钻孔的顶角、方位角测量不准、不全、未能反映钻孔轴芯在地下空间的真实坐标位置，给地质上造成了假象，导致矿产储量与位置不准确，给矿山开采带来了极大的浪费和损失。

因此认真做好钻孔弯曲测量工作，如实地反映钻孔轴芯线在地下空问的坐标位置，对地质、矿山生产具有重要的意义。同时对钻探施工生产也具有很重要的意义。因为钻孔严重弯曲会给施工带来重重闲难，在材料、时间、人力等方面造成极大的浪费和损失。

又称孔斜。由于自然地质因素及钻探工艺因素会造成钻孔弯曲，使钻孔偏离原来设计的顶角与方位角。孔斜不仅会给施工带来困难，降低钻探效率，易诱发孔内事故，而且会歪曲矿体形态与产状，影响勘探结果的准确程度。所以按一定距离测斜和防斜在钻探施工中是非常重要的。

利用陀螺的惯性原理来定向的测斜仪。其定向部件是方位陀螺仪，它是利用修正装置、消除地球自转影响的三自由度陀螺仪。自由陀螺仪相对固定坐标系的稳定性（又叫定轴性）和进动规律，是陀螺测斜仪的工作基础。因方位陀螺仪的主轴能保持在水平和初始给定的方位上，所以，可作为钻孔方位角测量的基准。钻孔方位角(α)的测量是由钻孔测量起点平面Q（陀螺仪地面定向方位）与钻孔终点平面(Z) (钻孔倾斜方向)间的终点角(φ)，根据钻孔顶角数值换算而得（见图）。

属实时测量。钻探过程中对孔底顶角、方位角随时进行测量，是及时有效地保证钻孔按正确方向延伸，提高钻探效率、获得更准确资料的先进方法。地面与孔底信息的传输通道有4种方法：①导线法。如柔杆法、内嵌铜管法、内嵌硬导线法、电缆法等，其中以电缆法应用最广。电缆传输信息的转向仪应用最广。这类仪器由磁通门和加速度计等测量传感器组成，能连续指示钻孔顶角、方位角、工具面向角的变化和其他参数。②泥浆脉冲法。它是在钻杆柱泥浆流中，设置受测量传感器控制的扼流阀，流动的泥浆柱受控时，便产生压力脉冲的变化，其信息以脉冲数目编码，或以脉冲振幅、脉冲相位用二进位数制进行编码，由地表压力检测器接收。可用各种传感器，分别测量钻孔顶角、方位角、工具面等参数。③电磁波法。④声波法。电磁波法和声波法都处在试验阶段，由于信号衰减和噪声干扰，在深钻孔中需用重发器。2100433B