钻孔弯曲产生的原因及预防纠正对策分析

钻孔弯曲产生的原因及预防纠正对策分析

摘要 在实际生产中往往会出现钻孔弯曲现象，对工程质量有很大的影响。无论在设计方案中对钻孔的位置计算的的多么精确，但受实际条件制约，钻孔的真实轴线经常与设计的轴线错位。因此，若想切实提高工程的整体质量，那么就必须采取一套科学规范的钻孔施工工艺，尽可能减少钻孔弯曲的形成。另外，在钻孔施工中，要充分考虑到各种可能条件的影响，例如有特殊构造或自然条件复杂地带，较容易导致钻孔弯曲。本文通过对钻孔弯曲产生的原因分析，并在此基础上阐述了具体的预防纠正对策，旨在为减少钻孔弯曲尽一份力。

关键词 钻孔弯曲；纠正对策；构造特征

中图分类号tg5 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）88-0182-02

0引言

在实际钻孔施工过程中，受自然条件与技术条件的制约，钻孔真实轴线经常与设计轴线常常错位，这样就会形成钻孔弯曲。钻孔弯曲对工程质量有很大的影响，所以一定要正确分析钻孔弯曲形成的原因，并采取科学的钻孔施工工艺减少弯曲钻孔出现，也可以使设计钻孔与实际钻孔弯曲偏离位置相匹配，并结合预测的弯曲位置钻进到预留的空间位置。另外，倘若钻孔钻进过程中遇到特殊地层构造时，要采取相应的策略将其绕过，并在设计和施工中做好预防对策，确保钻孔弯曲不产生。

1钻孔弯曲产生的原因

在钻孔施工时，钻杆柱通常将自转与公转运动共同完成，钻孔轴线就是其围绕中心，此时钻头钻进角度会随着时间而变化。如果倾斜面稳定在某个位置不变动时，钻杆柱只做自转，导致钻具轴线远离设计轴线形成弯曲。下面将从分析钻孔弯曲产生的具体原因。

1.1地质构造原因

地质构造是产生钻孔弯曲的主要原因，地质构造决定了岩层软硬程度，那么必然会对钻孔施工有较大影响，并且地质构造原因通常不可避免，只有提高施工技术来降低其影响。地质构造原因主要包括两方面：一方面是岩石构造因素。岩石自身就有其度的的构造特征，不同岩石在层理与片理等方面有很大差别，所以对钻头的阻碍程度也会有所不同，如果是破碎率较低的岩石，钻头会顺着岩层倾斜方向钻入，那么就会形成与层面垂直的钻孔弯曲。另一方面是岩层软硬相互交错。钻孔通常是以锐角穿透层软硬交错的岩层位置，从软岩层穿过硬岩层时，二者的分抗破碎能力有差别，导致钻具向着垂直于层面垂线方向运动，而上方钻具是处于坚硬岩层中，会阻碍钻具偏离，钻头基本上向着原有的方向钻进，这样会导致上下层钻具的钻进方向偏离，形成钻孔弯曲。

1.2技术条件原因

技术原因相对于地质构造原因影响程度较小，是可以通过人为因素来减少的。钻孔施工前，对场地缺少清理及平整等基本工序，导致钻机基础不稳，立轴倾斜，未下孔口管及孔口管方向不标准都会形成钻孔弯曲。钻孔进入时出现钻孔弯曲的技术原因是钻具结构尺寸缺少科学的设计，在实际钻进过程中，考虑到不同条件的需要，钻头直径常常超出钻杆柱直径，此外，在钻进时必然会产生某种程度的扩壁，造成钻具与孔壁间有较大空隙。钻具时刻都在承受着轴向压力，受上述空隙影响，钻孔柱将形成钻孔弯曲。钻具越长，被轴向压力压弯的程度越明显，就更容易形成钻孔弯曲。

1.3工艺条件原因

钻进方法选用有差别必然会导致岩石破碎机理形成有差异的孔壁间隙，产生孔壁间隙最大的是采用钢粒钻，所以形成的钻孔弯曲程度最明显。硬质合金产生的弯曲程度一般，金刚石产生的钻孔弯曲程度最小。钻进参数决定了钻孔的弯曲程度，钻压太大，导致钻具弯曲，钻头会向孔壁侧靠拢，那么钻具和孔壁摩擦阻力加大，钻具不在做公转，钻具有一定的偏离，形成钻孔弯曲。转速太快，钻杆柱离心力也会加大，那么钻具的横向振动就会加大，造成孔壁间隙加大；而转速不够，钻具和孔壁就会研磨，也能增加孔壁间隙。

2钻孔弯曲预防

2.1结合地质构造设计钻孔

根据勘探网确定钻孔位置，保证钻孔垂直于岩层层面及岩层走向。对于那些地质条件不好的地层，因为钻具自重导致斜孔出现垂直方向的弯曲，所以要尽量采用垂直钻孔。对于软硬交错复杂的地层，要求设计钻孔的方向尽量和层理面垂直。

2.2合理安装钻具，提高钻孔质量

在钻具安装前要清理好场地，确保钻具安装时平稳，钻机钻塔要对准，立轴倾角方向要严格按照设计规范安装，倾斜方向要符合设计方位角度要求，此外，在施工过程中要结合钻孔进程适当调整，这样才能保证设计与实践相结合，设计方案只是一草参考方案，具体施工还是由实际条件决定。

2.3选择科学的钻具结构

选择科学的钻具结构，能够为钻具规范的同心度提供保障，增加钻具的韧性，有效降低钻具和孔壁间的空隙，能做到孔底加压，能够达到提升钻具稳定性及导正的目的，优化下部钻具的弯曲倾向，切实起到了预防钻孔弯曲的作用。

3钻孔弯曲纠正对策

如果钻孔弯曲程度已经超出允许范围，对后期的工作有很大的不利影响，那么就需要对这些钻孔进行纠正，目前常见的纠正方法有下面几大类。

3.1上漂法纠正

钻具在钻进时会有自然上漂的倾向，上漂法就是将其加以利用，把较大的规格的钻头套在较小一级直径的岩心管构成新形式的钻具，岩心管通常使用短心管，可以结合实际调整钻压和冲洗液量，来增加孔壁间隙，提供钻具上漂条件。

2.2下垂法纠正

下垂法就是所谓的吊着打，就是应用底钻钻进的手段，确保钻具在重力的作用下竖直进入，能有效减少钻孔弯曲。特别是在地质构造偏差条件下使用更为有效，在其他地层，可使用重组式钻具等手段逐步使钻具沿设计钻孔方向下沉。

2.3封孔重开法纠正

如果顶角与方位角存在很大偏离时，普通的纠正方法根本不能起到作用，应该采用封孔重开法进行钻孔弯曲纠正，其具体步骤是在弯曲的钻孔中注入一定量水泥，再用导向钻具重新开孔，这种方法在中硬岩层中有很好的效果。

3结论

总之，在整个钻孔施工中，会有很多影响因素存在，那么必然会产生钻孔弯曲。虽然我们不可能完全消除钻孔弯曲，但是可以采取合理的预防措施及纠正策略，尽量减少钻孔弯曲的产生，这对提高钻孔施工质量具有很重要的意义。

参考文献

[1]赵廷严.浅析钻孔弯曲产生的原因及预防纠正措施[j].中国煤炭地质，2009，14（z1）：186-188.

[2]蔡义刚，奚方喆，程红战.钻孔弯曲的原因及防治措施[j].商品与质量·学术观察，2011，15（7）：139-141.

[3]田守强，苏岩.不同地质条件下钻孔弯曲规律及防斜措施[j].大科技·科技天地，2010，16（8）：233-235.

[4]胡燕群.钻孔弯曲的预防及其纠正方法研究[j].技术与市场，2011，13（7）：241-243.

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/0ee3a1ff3186bceb19e8bb4a.html