煤矿井下瓦斯抽采钻孔偏斜规律分析
钻孔偏离影响因素及解决方法研究
钻孔偏离影响因素及解决方法研究傅双玲【摘要】分析研究了煤矿井下钻孔施工中常出现的钻孔偏离问题及影响因素.煤矿井下钻孔施工时,钻孔轨迹偏离有时是受某一个因素影响,有时受好几个因素共同作用,钻孔偏离的影响轻则不能达到抽放效果,重则产生钻孔空白带,在后续作业时有巨大的突出风险,导致安全事故的发生.通过采用合理的解决钻孔偏离方法,可消除由钻孔偏离带来的安全隐患,为煤矿井下安全生产提供了积极的参考价值.该解决方法适应性较强,同时对于地质钻孔有一定的借鉴作用.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】3页(P63-65)【关键词】钻孔偏离;钻孔轨迹;地质条件【作者】傅双玲【作者单位】瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400039;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400039【正文语种】中文【中图分类】TD41根据国家安监总局对煤矿井下瓦斯治理“先抽后采”的要求[1]，钻进瓦斯抽放孔是煤矿井下瓦斯治理、煤层气开采利用最有效、最便捷的途径；然而由于种种因素，实际钻孔轨迹或多或少均与设计轨迹有一定的偏离，如若不加以重视，轻则达不到抽采要求，影响抽放效果，重则引发突出事故，造成人身伤亡的悲惨事件。
因此，对于钻孔偏离问题进行研究分析就显得尤为重要。
本文将围绕钻孔偏离的产生原因以及解决方法进行深入分析。
钻孔偏离产生的因素主要包括钻具自重、地质条件、钻进参数、钻进工艺以及设备和人员因素。
1.1 钻具自重目前，煤矿钻孔大部分是采用钻机驱动钻具回转钻进切削煤岩的方式。
钻具包含钻杆和钻头(有的也包含保直或提高钻孔质量的附件，比如扶正器或聚晶扩孔器)，其中，质量最大的是钻杆，受钻杆自重的影响，钻孔会有一定的偏离，程度取决于钻孔对钻杆的支承效果及钻杆自身的挠度。
钻杆自重对钻孔轨迹影响的示意图如图1所示。
图1中，H是钻孔的理论轨迹；h是钻孔因钻具自重的实际轨迹；Δ是理论轨迹与实际轨迹的偏移量；g是钻具重力。
煤矿井下较大孔径倾斜定向钻孔施工技术分析
煤矿井下较大孔径倾斜定向钻孔施工技术分析216研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新中国设备工程 2023.12（下）力压裂的要求，每个支点之间的距离必须超过80m。
因此，采用煤层下梳形定向钻进技术在裂缝性弱低渗透地层底部稳定层钻进，采用“旋转剪切定向钻进”组合定向钻进技术完成保护套管的分散。
施工孔段、下放至套管、封孔、渗碳和蚀刻；然后，根据设计要求，采用“旋转剪切定向”定向钻进技术，直接钻进装订椅。
直孔块的施工和陡峭地层的钻探已经完成。
锯煤后，钻入煤层60m，将钻机提升至预留分支点，打开分支线，继续进行定向钻进，直至形成钻孔。
（2）定向钻进完成后，应提升钻头，更换液压喷砂钻具，采用“反向”液压喷砂钻进技术，扩大钻进范围，达到公司要求的液压反射压裂技术的目标孔径（SOOMM）。
在这个过程中，高压泵站产生的射流通过高压软管和钻杆到达钻孔的前部，喷砂钻头或钻杆安装在钻孔的前部。
在钻杆前面，煤沿钻杆径向破碎。
（3）当定向钻井遇到水敏煤层和黏土层时，MZ-1型[00防滑清洁剂使用防滑流体抑制和保护设备，以避免膨胀粘土岩水化引起的收缩和泄漏，并采用快速孔隙度技术缩短钻井时间，即减少黏土岩与水的相互作用时间，避免快速钻井完成工程。
孔壁的扰动和侵蚀有助于保持稳定性并提高工艺的适应性。
2 工艺现状2.1 施工效率低目前，中国采用多孔成形法进行最终直径超过120mm 的高水平定向钻井，其扩张程度取决于钻井设备的能力。
第二孔形成过程的直径通常小于153mm，即导向孔上端的孔直径通常为三个孔形成过程，即，导向孔膨胀一次和两次。
如果钻孔能力不足，铰链孔的数量将增加。
根据现场施工经验，一次扩建的完成时间为先导孔钻井时间的50%～80%。
2.2 钻具组合复杂采用旋转铰链导向孔的双钻技术。
导孔通常使用73mm 定向钻头（94mm）或89mm 定向钻头钻取，然后将较大的钻头重新安装在设计孔径上。
煤矿井下地质钻探一例跑偏现象分析
煤矿井下地质钻探一例跑偏现象分析作者：赵相来源：《山东工业技术》2015年第09期摘要：钻探偏斜是必然的，偏斜程度往往成为钻探施工质量的主要评判指标。
本文以实际施工的底板钻孔为例，通过对比不同深度设计参数与实际测斜参数，并生成三维立体图，理性感性的认识到偏斜钻孔的偏斜情况。
关键词：钻探；偏斜；测斜井下钻探是为了服务井下生产，井下钻探在重力、钻机压力、岩层产状等多种因素的共同影响下，往往出现偏斜。
钻孔出现偏斜是必然的，如果在偏差允许范围内，不会影响到钻探的施工目的。
但是，一但施工的钻孔发生偏斜程度超出允许范围，势必会给技术人员带来错误的信息，轻则出现错误，重则会出现错误判读，出现重大隐患，更有甚者可能会危及矿井人员的生命以及国家财产。
使用相应的测斜手段可以让我们在钻探中不断总结偏斜规律，避免不必要的偏斜，提高生产效率。
1 问题的提出设计钻孔开孔位置为粉砂岩终孔位置为粉砂岩（大青灰岩下2m）。
钻孔设计参数为方位70°，倾角-15°，深度102m。
预计使用ZDY1900S型煤矿用全液压坑道钻机进行施工。
ZDY120S液压钻机，该钻机体积轻，操作方便，远离煤壁，防止片帮伤人，工作压力来源于乳化泵，利用水流冲洗钻孔，喷雾可有效的减少煤尘飞扬。
钻具选用Ф89mm双头组合钻头，钻杆选用Ф89mm×1500螺旋钻杆成孔率高。
设计施工钻孔的岩层产状为顺上3°右倾11°，其岩层柱状如图1示意图所示。
钻孔施工预计73.5m见灰岩，100m出灰岩。
然而，钻孔钻进至85.5m仍未见到灰岩，钻孔在99.5m处见到灰岩（取芯使用盐酸检验，验证为大青灰岩）。
钻孔晚26m见灰岩，是岩层层间距实际与预想相差太大还是钻孔发生了偏斜。
为了验证钻孔实际轨迹，使用YHQ-X型全方位钻孔测斜仪进行测斜，在三维立体空间里分别演示设计钻孔与实际施工钻孔轨迹，为确定岩层层间距提供具有说服力的证据。
浅谈钻井工程中出现井斜情况分析及如何进行防斜
浅谈钻井工程中出现井斜情况分析及如何进行防斜一.井斜情况分析及防斜措施井斜情况统计取芯资料表明，柴窝堡地区多套地层倾角在35°以上，最高达60°，柴参1井上仓房沟群地层倾角为40°，柴参2井1350m处地层倾角高达60°。
从实钻井斜情况可以看出：该地区钻进过程中极易发生井斜，完成的几口井都不同程度地存在井斜，有的甚至很严重，最大的达到6°（见表2-表4）。
表2 柴参1井井斜统计表井深(m) 井斜(°)井深(m)井斜(°)井深(m)井斜(°)井深(m)井斜(°)井深(m)井斜(°)井深(m)井斜(°)5 0.25 45 0.25 107 0.25 148 0.67 208 0.67 288 1.00 390 0.00 515 0.16 590 0.08 740 0.16 940 0.75 1040 1.83 1214 2.58 1315 3.25 1490 3.50 1560 5.50 1715 4.75 1890 5.67 2030 5.00 2125 6.33 2250 4.00 2375 2.00 2675 2.00 2775 2.50 2825 1.75 2870 2.42 2950 2.83 3030 2.75 3070 2.67 3110 2.33表3 柴参2井井斜情况井深(m) 井斜(°)井深(m)井斜(°)井深(m)井斜(°)井深(m)井斜(°)井深(m)井斜(°)井深(m)井斜(°)5 0.67 60 0.75 150 0.58 300 0.92 390 0.92 600 1.16 660 2.83 720 1.50 780 2.50 900 2.83 965 4.50 1085 3.00 1265 3.33 1410 4.00 1500 3.67 1650 3.00 1710 2.25 1880 1.83 2090 1.67 2210 1.00 2300 1.16 2400 0.92 2540 0.92 2660 2.33 2675 1.00 2775 2.16 2855 2.50 2945 2.67 2975 2.67 3005 3.00表4 柴参3井井斜情况井井方位井深井斜方位井深井斜方位井深井斜方位深(m) 斜(°)(°) (m) (°) (°) (m) (°) (°) (m) (°) (°)151 0.30 172.3 1351 2.31 182.3 2350 0.80 156 3447 2.57 353 251 0.10 134 1351 3.66 187 2450 0.40 152 3547 3.31 349 351 0.06 42.4 1450 4.80 186 2550 0.60 83 3647 2.59 339 451 0.41 35.2 1550 4.20 174 2650 1.00 25 3747 2.37 329 551 0.26 109.1 1650 4.20 168 2750 1.40 338 3847 2.61 312 651 0.61 130.8 1750 2.41 164 2850 1.20 327 3947 2.66 300 751 1.62 155.6 1850 2.00 174 2950 2.80 338 4047 3.61 291 851 1.80 148 1950 1.20 169 3050 3.40 339 4147 3.32 293 951 1.84 163 2050 1.50 160 3150 3.10 356 4247 3.99 201 10511.60 172.4 2150 1.60 159 3250 2.20 354 43473.39 306 11511.80 197.3 2250 1.50 165 33472.23 9 44973.05 323 钻具结构及防斜效果分析⑴柴参1井①钻具结构（见表5）表5 柴参1井钻具结构及钻井参数开钻次序实际钻具结构钻井液密度（g/cm3）钻压（KN）转速（rpm）最大井斜（0）1 φ444.5mm钻头+φ241mm钻铤×45.30m+φ203mm钻铤×53.98m+φ178mm钻铤×54.76m+φ127mm钻杆+φ133mm方钻杆。
瓦斯抽采钻孔偏移规律及纠偏措施研究与应用
瓦斯抽采钻孔偏移规律及纠偏措施研究与应用李立华（平顶山天安煤业股份有限公司勘探工程处，河南省平顶山市，467000）摘要为预防钻孔偏移，在测量钻孔偏移数据的基础上，总结钻孔偏移规律，分析钻孔偏移的原因，采用角度对冲法对钻孔进行纠偏。
现场试验表明：顺层钻孔上行孔在垂直方向上易发生上偏，下行孔易发生下偏；在水平方向上行孔和下行孔均易发生右偏。
穿层钻孔上行孔在垂直方向上易发生上偏，下行孔易发生下偏；在水平方向上行孔易发生右偏，下行孔左右偏概率相近。
采用角度对冲法纠偏，纠偏后钻孔终孔位置偏移距离大幅度减少。
关键词钻孔测斜偏移规律纠偏措施角度对冲法中图分类号TD712文献标识码AStudy and application of skewing rule and correct measure of gas extraction boreholeLi Lihua（Exploration Engineering Department of Pingdingshan Tianan CoalIndustry Co.，Ltd.，Pingdingshan，Henan467000，China）Abstract In order to prevent borehole skewing，drilling skewing rule was summarized and the reason was analyzed based on drilling skewing measurement data，angle offset method was adopted to correct the drilling skewing.Field experiments showed thatthe upward bedding hole was prone to upward skew and the downward bedding hole was prone to downward skew in vertical direc⁃tion；both upward and downward bedding hole were prone to skew toward right in horizontal direction.The upward crossing hole was prone to upward skew and the downward crossing hole was prone to downward skew in vertical direction；upward crossing hole was prone to skew toward right and downward crossing hole had similar trend to skew toward right and left in horizontal direction. After adopting the angle offset method to correct drilling skewing，the offset distance of borehole bottom location decreased obviously.Key words borehole skewing detection，skewing rule，skewing correction measure，angle offset method钻孔抽采瓦斯是治理煤层瓦斯的主要技术措施，一方面可以降低瓦斯压力和煤层地应力，起到卸压防突的效果，另一方面也可以将抽采出的高浓度瓦斯作为能源利用，保护环境，起到一举多得的效果［1］。
煤矿井下瓦斯抽采钻孔偏斜规律及对策研究
煤矿井下瓦斯抽采钻孔偏斜规律及对策研究作者：吴刘洋郝玉祥罗虎来源：《科学与财富》2020年第21期摘要：钻孔在施工过程中受多种因素的影响经常会出现不同程度的偏斜，且孔越深偏斜程度越明显，当钻孔偏斜超过一定的范围，就会减低甚至失去作用，严重影响了钻孔的瓦斯抽采效果。
因此，对井下瓦斯抽采钻孔偏斜规律的研究变得尤为重要，经过对钻孔在施工过程中存在的问题及产生偏斜的主要原因、规律着重分析，总结出钻孔施工过程中应对偏斜的措施、对策和方法，从而指导钻孔的施工，保证钻孔的合格率。
关键词：钻孔;偏斜规律;对策祁东煤矿属于煤与瓦斯突出矿井，在进行采掘活动之前必须进行瓦斯治理，目前，我矿普遍采用施工穿层钻孔预抽煤层瓦斯。
但是，在钻孔实际施工过程中，由于自然、技术以及人为因素的影响，实际的钻孔轨迹与设计轨迹相差很大，造成钻孔偏斜，严重影响钻孔的抽采效果，不能达到预期的抽采目标。
1;; 钻孔偏斜的原因及规律1.1;;;; 鉆孔偏斜的原因钻孔产生偏斜的主要愿意分为两类，即地质条件因素和工艺技术因素。
1.1.1; 地质条件因素（1）采用相同直径的钻头、钻具组合以及钻探工艺钻进不同硬度地层时，一般在硬岩中成孔直径较小，而软岩层更有利于钻孔弯曲。
（2）地层的层理、片理、裂隙、断层、软硬互层、溶洞、卵砾石等结构构造使岩层具有不均质性，在这种地层中钻进时，钻头在孔底受力不平衡，容易引起钻孔弯曲。
其中层理、片理和软硬互层对钻孔轨迹弯曲影响最大。
1.1.2; 工艺技术因素（1）在开孔钻进时，因开孔速度过快、钻压过大，使钻杆弯曲轴心与钻孔不在同一条直线上造成钻孔偏斜。
（2）钻进时钻机上钻具过长，容易使钻杆产生较大的摆动，影响钻头在孔底钻进的稳定性。
（3）使用弯曲的钻杆、岩芯管等导致钻具连接不正同心度差，造成钻孔偏斜。
（4）钻进过程中钻压、转速控制不当，使钻杆产生较大弯曲造成钻孔偏斜。
（5）在松散、破碎的岩层或煤层中钻进，因使用的冲洗液量过大破坏孔壁，导致钻孔内局部塌孔，使孔径扩大，加压钻进时钻杆有弯曲空间，易造成钻孔偏斜。
坚硬厚煤层顺层钻孔偏移规律及纠斜技术研究
收稿日期:2023-02-25作者简介:刘 伟(1995-),男,甘肃通渭人,助理工程师,从事“一通三防”技术工作。
doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2023.08.026坚硬厚煤层顺层钻孔偏移规律及纠斜技术研究刘 伟(库车县榆树岭煤矿有限责任公司,新疆阿克苏 843000)摘 要:煤与瓦斯突出作为煤矿生产的主要灾害,常通过施工瓦斯抽采钻孔来消除避免。
但如何确保钻孔施工方向与设计方向一致,尤其是在坚硬厚煤层中施工钻孔时,如何有效避免钻孔严重偏斜,成为当前必须解决的一项技术难题。
本文以榆树岭煤矿110503工作面的防突设计为工程背景,通过分析阿艾矿区多组顺层钻孔的测斜数据,总结坚硬厚煤层内顺层钻孔施工的偏移规律,提出并应用调整钻孔设计角度、加装无磁钻杆等一系列行之有效的纠斜措施,工程实践结果表明:采取纠斜措施前后,施工钻孔成孔率从60%提高至80%,补孔率从20%降低至15%,为矿井区域瓦斯治理工作共节省费用约92万元。
关键词:坚硬厚煤层;钻孔偏移;加装无磁钻杆;钻孔纠斜措施中图分类号:TD355.4 文献标识码:A 文章编号:1005-2798(2023)08-0090-05 在煤矿生产过程中,煤与瓦斯突出问题始终是威胁矿井作业安全的一大隐患[1]。
为了提高井下作业的安全系数,国内矿业单位现阶段普遍推行施工瓦斯抽采钻孔,释放煤岩层中瓦斯压力的同时完成瓦斯的预抽治理,消除煤与瓦斯突出隐患的同时完成资源的收集与再利用[2-3]。
但是如何确保钻孔施工方向与设计方向一致,尤其是在坚硬厚煤层中施工钻孔时,如何在确保达到预期的瓦斯抽放目的的同时,避免钻孔偏斜导致的卡钻、爆钻等现象的频繁发生,提高成孔率,降低施工成本,成为当前必须解决的一项技术难题[4-5]。
为解决上述问题,本文从榆树岭煤矿煤与瓦斯突出防治问题入手,通过研究阿艾矿区坚硬厚煤层顺层钻孔施工的偏斜规律,提出并采取一系列纠斜措施,提高钻孔施工的成孔率,提升工作面瓦斯抽采效果,确保防突措施执行到位。
钻井井斜产生原因及预防措施
钻井井斜产生原因及预防措施受现阶段钻井工艺技术特点决定，在钻井施工中容易出现井斜的超标的现象，导致出现录井卡层故障、平台碰撞等不良现象的出现，给钻井施工安全带来风险隐患。
如果不加以控制，容易诱发重大的安全事故。
课题研究由此出发，深入分析研究钻井过程中井斜产生的原因，并提出预防钻井过程中井斜问题发生的规避方法和策略，旨在为我国钻井工艺的提升提供借鉴。
标签：钻井井斜;原因;对策在钻井作业的实际过程中，受多种因素影响，实际的钻井轨道与设计方案中的预定轨道很难保持一致，必然存在或多或少的误差。
该误差如果超出预定范围，就会导致井斜现象的产生。
对井斜现象从实际施工角度分析，无法完全规避，只能尽量控制井斜范围，确保井斜角度控制在安全范围内。
一、井斜现象产生的危害在钻井施工中，对井眼、地下油层以及井网的布局应保持一致，而在钻井施工中如果发生较大角度的井斜现象，会影响井位布局，对钻井工程的整体质量造成影响。
同时井斜问题会导致地层井网受到一定承兑破坏，其后果影响较为深远，为日后的采油工作也带来诸多安全隐患。
首先，井斜会让测量工作结果失衡，尤其是在井深的测量中，较大幅的井斜现象，会对井深测试结果带来严重影响，最导致基于井深数据的进一步分析数据结果失衡，導致地质判断的可靠度降低，无法对井下情况作出正确预估，对整个油井井位的布置设计造成干扰。
其次，较大角度的井斜现象，会让处于狗腿位置的钻井柱城后更高的曲交变应力，导致机械使用寿命缩短，安全系数降低，引发一些列的后续机械故障。
同时井斜现象会造成井下设备工具下放和取出的障碍，如套管下放阻力增加，导致测井作业效率降低。
二、井斜现象的发生原因对井斜现象发生原因的研究与探寻，是制定降低井斜现象发生概率的关键问题。
钻井过程中，受到施工工艺、施工环境、施工设备等多种原因影响会导致井斜现象的发生。
但归其根本是因为钻井施工中，受分层地质结构决定，钻头承受压力存在波动，最终导致井斜现象的发生。
地测大队井下钻孔测斜管理办法
地测大队井下钻孔测斜管理办法根据龙控[2014]148号关于“龙煤矿业控股集团有限责任公司下发对煤矿瓦斯治理钻孔进行测斜规定的通知”，结合本矿具体情况制定地测大队井下钻孔测斜管理办法：一、测斜管理要求：1、预抽煤层瓦斯穿层钻孔要选择不少于10%的钻孔进行测斜，突出矿井石门揭煤预抽钻孔必须选择不少于15%的钻孔进行测斜。
2、突出矿井石门揭煤、控制煤层层位的所有前探地质钻孔必须全部进行测斜。
一般每25-35米测斜一次，钻孔的见煤点和终孔点各测斜一次。
3.顶板走向抽采钻孔，钻场第一个钻孔必须进行测斜，每个钻场应选取不少于2个钻孔进行测斜。
4.施工防灭火灌浆钻孔根据实际需要，矿自行安排钻孔测斜工作。
一般要选择不少于10%的钻孔进行测斜，处理火区或重大发火隐患的钻孔要选择不少于 30%的钻孔进行测斜，注浆孔每40-50米测斜一次，终孔点要进行测斜。
5.井下探放水钻孔第一个钻孔必须进行测斜，其他钻孔由矿总工程师确定，一般要选择不少于50%的钻孔进行测斜，原则上每40米测斜一次。
6.逢掘必探钻孔长度控制在120米范围内，每个循环至少要有50%的钻孔进行测斜。
7.各单位要根据钻孔测斜结果，及时优化钻孔参数，并进行纠偏，保证终孔位置达到设计要求。
8、由矿总工程师负组织安检部门、地测部门、通风部门、生产部门对钻孔测斜工作进行监督、检查及验收。
钻孔测斜工作资料和验收资料必须备案存档。
二、测斜组仪器及人员构成：1、测斜组需测斜仪4台（其中1台备用）。
2、测斜组8人，（一、二、三班各2人，2人替班和测斜报告的审批），三、施工程序：1、由通风区、掘进区、开拓区每月的月末向地测大队提报打钻计划。
2、由各施工单位提报由有工程师签字的测斜申请单，测斜组方可进行测斜。
3、钻孔测斜结束必须在24小时内提交测斜报告。
4、由施工单位负责运送测斜探管。
矿井底板注浆改造钻孔偏斜规律研究与对策
矿井底板注浆改造钻孔偏斜规律研究与对策
马振海
【期刊名称】《山东煤炭科技》
【年(卷),期】2024(42)1
【摘要】陈四楼煤矿主要水害影响为主采煤层底板太原组上段灰岩含水层,矿井普遍采用底板注浆改造技术加固改造含水层,在刚引入钻孔测斜时发现钻孔偏斜较大,施工期间补加验证钻孔较多,一定程度上影响底板注浆改造效果。
针对该问题,通过分析煤层底板岩性变化、钻进方式等影响因素,经过实践与对比,提出了一套优化钻进期间钻具组合复合施工方式,明确了底板注浆改造钻孔防偏斜施工方法,有效提高了钻孔施工精度,具有很高的实用性。
【总页数】5页(P118-122)
【作者】马振海
【作者单位】永煤公司陈四楼煤矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD745
【相关文献】
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２ 钻孔偏斜 的原 因及 规律
２ ． １ 钻孔 偏斜 的原 因 引起 瓦斯 抽 采钻孔 偏 斜 的 因素 是 多方 面 的， 但 主
要有 力学 弯 曲 因素 和几何 偏斜 因素两 大类 。 （ １ ） 力学 弯 曲是 指 粗 径 钻 具 在 钻 进 过 程 中 由于 受力 不平 衡 ， 受 弯矩 的作 用 而弯 曲变 形导 致 钻孔 的偏 斜 。在施 工钻 孔 的过 程 中 ， 当粗径 钻具 力矩 变 化而 产 生偏 斜 力 ，这 为粗 径 钻具 轴 线 偏离 钻 孔 轴线 提 供 动 力， 另外 由于存 在 孑 Ｌ 壁 间隙 ， 这 也 为粗 径 钻具 提 供 了 偏斜 的 空 间。
导 瓦斯抽 采钻 孔 的施 工 ， 保证 钻孔 的合格 率 。 关键 词 钻孔 ； 测斜 ； 误差； 轨 迹 中图分类 号 ： Ｔ Ｄ ７ １ ３ ． ３ 文献标 志码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ０ ７ ９ ７ （ ２ ０ １ ４） ０ ６ — ０ ０ ８ ９ — ０ ３
（ ２ ） 在水平或 近似水平 的煤 岩层 中钻进垂直孔 时， 由于钻 孑 Ｌ 方 位 角 变化 不 大 ， 主 要是 钻 孔倾 角 的变 化， 因此 ， 即使岩石各 向异性很强 、 软硬不均 ， 钻孔也 不会 产 生较 大 的偏斜 。 （ ３ ） 钻孔碰到硬包裹体时 ， 包裹体越硬偏斜越强 烈， 并且 方 向偏 斜具 有任 意性 。 （ ４ ） 按 一般 规 律来 说 ， 在层 理 明显 的变 质 岩地 层 中钻 进 较 浅 钻孔 时 ， 钻 孔 倾 角 呈 下垂 趋 势 ； 而钻 孔 的 方位 角偏斜往往与钻具 回转的方 向一致 ，只是在顶 角接 近于 零 的钻 孔 中 ， 方 位 角 变化 才 表 现不 定 ， 钻 孔 顶 角大 时方 位 角变 化小 ， 顶 角小 时方 位 角变 化大 ；
３ 钻 孔 偏 斜 误 差 的 计 算
随着钻孔孔深的增加和各种单点测斜仪 的使用， 在测 点 较少 的情 况 下， 能够 模 拟并 输 出钻 孔轨 迹 的 重 要性 日渐 突 出［ ５ １ 。 钻孔 轨迹 图是钻孔 轨 迹 的直 观反 映， 是 了解 钻 孔在 地 下 空 间 的位 置及 其 空 间形 态 的 重要 手段 和方法 。 目前钻探 中常用的轨迹计算方法是均角全距法 。 均 角全 距 法是 把 相邻 两 测 点 之 间 的钻 孔轨 迹 看作 直 线， 每段直线的顶角和方位角都取上 、 下测点顶角和 方位 角 的平均 值 ， 整个 钻孔 轨迹 表现 为 由许 多直 线段 组 成 的折 线嘲 。 在实 际 的测 量 过程 中 ， 可 以先 选取 一 个基 准点 即开 孔 坐标点 ， 然后 每 隔一定 距离 就进 行一 次测量 ， 能够获取每个测点的三个基本要素： 孔深 、 倾
１ 引 言
在 煤矿生 产 中 ， 煤 与 瓦斯 突出始 终是 困扰煤 矿安 全 生产 的一 个重 要 问题 。 为 了防治瓦斯 灾 害和提 高井
所 造起 的钻 孔偏 斜 。 引起 定位误 差 的是指 钻机 在钻 进 过程 中产生 的角度改变量 和在定位 时角度测量 的误 差 。常 见 的造 成几 何 偏斜 的 因素 主要 有 角 度测 量 误 差、 钻 机定 位方 法 、 钻 机定 位性 能 以及钻 机作 业环 境 。 ２ ． ２ 钻孔 偏斜 规律 （ １ ） 不 同岩 层 岩性 的差 异性 越 大 ， 则 钻 孔偏 斜 度 越大 ， 偏 斜 的趋 势总 是与 岩层 面垂 直 。
煤矿 现 代化
２ ０ １ ４ 年第６ 期
总第１ ２ ３ 期
煤矿 井下瓦斯抽 采钻孔偏斜规律分析
丁 志伟 。 周 侃ｚ
（ １ ． 河南理工大学安全科 学与工程学院， 河 南 焦作 ４ ５ ４ ￣３ ； ２ ． 六盘水市盘县安全 生产监督管理局 ， 贵州 盘县 ５ ５ ３ ５ ￣）
摘 要 瓦斯抽 采是 防治煤 与 瓦斯 突出保 障煤矿安 全 生产 的重要 措施 ，抽 采钻 孔质 量 的 高低 将 直接 影 响到 瓦斯抽 采的 效果 。然 而 ， 在钻 孔 的施 工过程 中由于 受到 多种 因素的 影响 ， 造成 钻孔 的设 计 位置 与 实 际位 置 不符 ， 严 重影 响 了 瓦斯抽 采 的效 果。 因此 ， 对 瓦斯抽 采钻 孔偏 斜 的研 究显得 尤 为重要 ， 本 文 分析 了以往钻 孔施 工过程 中存 在 的 问题 和误 差 来源 ，总结 出影 响钻孔 偏斜 的 几个主 要 因素及 预 防措 施， 并且给出了钻孔轨迹的计算方法。结合实例 ， 确定钻孔的轨偏斜迹 ， 并找 出其偏斜的规律 ， 从而指
下作业安全系数 ， 我国《 防治煤与瓦斯突出规定》 中明 确规定了煤矿特别是高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿 井 采前 必须 进行 瓦斯 治理 ， 煤层 瓦斯抽 采是 防治 煤与 瓦斯 突 出ห้องสมุดไป่ตู้的主要 技 术措 施 之 一［ １ ］ 。但 是 ， 在 目前 抽采 钻 孔 实 际施 工 的过 程 中 ， 由于 自然 、 技 术 以及 人 为 因 素 的影 响 ， 实 际 的钻孔 轨迹 往 往 偏离 设 计 轨迹 ， 容 易 造成钻 孔偏 斜 的现象 【 ２ 】 。不能达 到有 效 的预期 抽放 目 的， 这 也成 为 当前必须 解决 的一 项技 术难题 。 为 了掌 握 与控 制 瓦斯 抽 采 钻孔 在 煤 岩 中位 置 的 变化 ， 以便 预 防 和 纠 正钻 孔 的偏 斜 ， 在 钻 孔 实 际施 工
的过 程 中 ， 要实 现 对钻 孔 的动 态 测量 ， 而 达 到这 一 目
的最基本方法就是利用测斜仪对钻孔进行测斜 ［ ３ １ ， 必 须准确详细的记录钻孔在每一测点的数据参数 ， 进而 确定钻 孔 在煤岩 中各 测点 的三 维坐标 ， 然后 根 据钻孔 测点 的三 维坐标 对钻 孔轨 迹进行 空 间定位 ， 并 绘制钻 孔轨迹 图 ， 最后 确定钻 孔 在不 同方 向上 的偏 斜 量 。