钻孔弯曲的预防和纠正

一、钻孔弯曲的预防1、在设计钻孔时应考虑预防钻孔弯曲　 1.1 按照地层条件设计钻孔　 (1)布置钻孔时，尽量使钻孔垂直于岩层层面及岩层走向； 　 (2)对于松软、疏松、破碎地层、厚覆盖层、裂隙及溶洞发育地层应尽可

能设计垂直孔，因为在这些地层中，常因钻具自重而使斜孔产生铅垂方向

的弯曲。　 1.2 按钻孔弯曲规律设计钻孔　 对孔斜规律明显的地层或岩层倾角较大、钻孔轴线无法与之垂直相交

的地层，应充分利用造斜地层的自然弯曲规律，辅以人工控制弯曲措施，

设计“初级定向孔”。

若已知钻孔弯曲规律是方位基本稳定而顶角偏离设计值较大时，应改变

顶角的设计，使之能达到预定见矿点的位置。

2、保证安装质量，把好环境关　 (1)安装设备前，地基要平整、坚实、填方部分不得超过1／3，基台木要水平、稳固。　 (2)钻机立轴倾角的方向要符合设计要求，上对塔上天车，下对设计孔位。同时，在钻进过程中还要经常检查和校正立轴方向。　 (3)要保证按设计方向开孔，粗径钻具要直，长度要逐渐加长至10m左右。孔口管要固定牢，其方位和倾角要符合设计要求。　 (4)换径时，应采用带导向的综合式异径钻具。

3、采用合理的钻具结构　 采用合理的钻具结构，是为了保证较高的同心度，提高钻具的刚性，减小钻具与孔壁的间隙，实现孔底加压，增强钻具的稳定性和导正作用，以改善下部钻具的弯曲形态，提高钻进时的防斜能力。钟摆钻具、偏重钻具和满眼钻具等形式的组合钻具对防止和纠正钻井弯曲有明显的效果。

3.1 钟摆钻具　 钟摆钻具的结构如图所示。钻具中，岩心管的长度较短，约1.5～2m，其上接钻铤。钻铤质量大于孔底所需的钻压，中和点落在钻铤上。从图中可知，在钻具与孔壁的切点T以下，由钻具质量引起的横向分力将钻头推向孔壁下方，此力称为钟摆力(减)Fd。由上式可以看出，当钻孔顶角一定时，增大减斜力的途径是：加大切点以下钻具的质量，如选用厚壁钻铤等；在略高于切点的位置上装一扶正器，提高切点的位置，或以增大切点以下钻铤长度的方法来增大钻具的质量。此外，采用扶正器还可以减小下部钻具的倾斜角和增斜力，从而进一步加大钻具的防斜能力。

3.2 偏重钻具 　在普通钻铤的一侧钻一排浅窝造成偏重，回转时产生离心力。

偏重钻铤防斜宜用高转速。偏重钻铤尽量接近钻头，钻铤的减重部分距轴线尽可能远。

钻铤重边和轻边的质量差为钻铤总重0.5％~5％，偏重钻铤一般9m左右就能起到良好的纠斜作用。

3.3 满眼钻具　 满眼钻具是由3～5个直径与钻头直径相近的扶正器和外径较大的钻铤(如方钻铤)组成，可以增大钻具的刚度，减小钻头倾斜角，保持钻具在孔内居中。因此，能限制由于钻柱弯曲而产生的增斜力。 　 使用满眼钻具时，要注意计算扶正器的安装位置，并经常检查扶正器的磨损情况，一般应保证扶正器与孔间隙小于1mm，若大于4mm则扶正器完全失去"满眼"的作用。满眼钻具用于垂孔钻进时，虽然可以消除或限制工艺技术因素对孔斜的影响，削弱地质因素的促斜作用，但并不能完全避免孔斜的发生和及时了解钻进过程中的孔斜情况与防斜效果，均属被动垂孔钻进系统。

二、钻孔弯曲的纠正

1、使顶角下垂的方法　 一般在松散、溶洞地层中钻进时，钻具具有自然下垂的趋势。而在其他地层，可采用组合式钻具(如钟摆钻具、偏重钻铤等)，带双弧形水口的钢粒钻头钻进，或者采用带人工支点的悬垂钻具等方法慢慢使钻孔轨迹下垂。2、使顶角上漂的方法　 钻具通常在钻进中具有自然上漂的倾向。因此，使钻具上漂是比较容易实现的。具体措施是采用短岩心管(其长度约为普通岩心管的2／3)，适当加大钻压与水量。采用钢粒钻进时，可选用大直径钢粒、增大投砂量的方法，或采用大一级直径的钻头配小一级直径的岩心管组成塔式钻具，以扩大孔壁间隙，促使钻具上漂。

3、方位角偏斜纠正　 对方位角偏斜的纠正，目前仍无有效措施，通常是在钻孔方位顺钻头回转方向偏斜时(右旋)，采取左旋钻具的方法纠正。这种方法对钢粒钻进具有一定效果。4、对顶角和方位角均有较大偏斜时的纠正

采用一般纠斜方式不能奏效时，可在弯曲异常的孔段灌注水泥，然后用导向钻具重新开孔的方法纠斜，此法适用于中硬以上岩层。

在浅孔或中硬岩层可采用扩孔纠斜 。此外，还可以采用在孔内下偏心楔或用连续造斜器的方法纠斜。