一种定向钻进施工方法与流程

本发明涉及定向钻井施工，具体地，涉及一种定向钻进施工方法。

背景技术：

1、煤层底板奥灰水害地面区域治理技术是一种将煤炭行业成熟的地面预注浆技术与石油行业先进的定向井技术相结合的技术，其在工作面回采之前，需要对其底板奥灰含水层进行超前注浆改造，从而提高工作面回采的安全性。但是现有技术中，用于注浆的定向井在施工过程中存在位移误差大，定向精度低等问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明实施例提出一种定向钻进施工方法，该定向钻进施工方法的位移误差小，定向精度高。

3、本发明实施例的定向钻进施工方法包括以下步骤：

4、s1：在图纸上设计出钻孔的钻进轨迹，并在所述钻进轨迹上确定多个监测点；

5、s2：按照设计的所述钻进轨迹施工所述钻孔，待施工至与所述监测点对应的实际点位后，利用监测设备测量所述实际点位的磁北方位角；

6、s3：判断所述钻孔的施工位置与东半球、西半球和中央子午线的位置关系，然后将所述磁北方位角代入以下第一函数关系式中对应的公式以转换获得对应的网格北方位角；

7、若位于东半球，中央子午线以东，则代入公式1：αm＝αg+δ+γ

8、若位于东半球，中央子午线以西，则代入公式2：αm＝αg+δ-γ

9、若位于西半球，中央子午线以东，则代入公式3：αm＝αg-δ+γ

10、若位于西半球，中央子午线以西，则代入公式4：αm＝αg-δ-γ

11、第一函数关系式中：αm为磁北方位角；αg为网格北方位角；δ为磁偏角；γ为子午线线收敛角；

12、s4：将计算获得所述网格北方位角与图纸上对应的所述监测点处的实际的网格北方位角进行比对，若比对结果大于设定阈值，则校正所述钻孔的施工方向，若比对结果不超过设定阈值，则继续进行所述钻孔的施工。

13、在一些实施例中，所述第一函数关系式通过以下步骤计算获得：

14、在高斯投影平面坐标系中确定真北方位角和网格北方位角的第二函数关系式；

15、确定真北方位角和磁北方位角的第三函数关系式；

16、计算并消去所述第二函数关系式和所述第三函数关系式的真北方位角以获得所述第一函数关系式。

17、在一些实施例中，所述第二函数关系式为：

18、

19、式中：αt为真北方位角；αg为网格北方位角；γ为子午线线收敛角。

20、在一些实施例中，所述第三函数关系式为：

21、

22、式中：αt为真北方位角；αm为磁北方位角；δ为磁偏角。

23、在一些实施例中，所述子午线收敛角的计算包括以下步骤：

24、获取能够计算所述子午线收敛角的多个计算公式；

25、通过多个所述计算公式分别计算出所述子午线收敛角；

26、对计算出的多个所述子午线收敛角进行分析比较，然后保留误差在允许范围内的所述子午线收敛角所对应的所述计算公式；

27、选取保留的多个所述计算公式中最简化的计算公式作为计算所述子午线收敛角的最终公式。

28、在一些实施例中，所述最终公式为：

29、γ＝sinbl

30、式中，b为纬度；l为靶点与中央经线的经度差。

31、在一些实施例中，对计算的多个所述子午线收敛角的分析比较包括如下至少一种方式：建立表格、绘制曲线图、绘制子午线收敛角的差值曲线图。

32、在一些实施例中，在确定所述钻孔轨迹之前，拟合未考虑所述子午线收敛角的钻进轨迹水平投影曲线和考虑所述子午线收敛角的钻进轨迹水平投影曲线，并对两个所述钻进轨迹水平投影曲线比对分析。

33、在一些实施例中，对两个所述钻进轨迹水平投影曲线的比对分析包括以下步骤：

34、以所述钻进轨迹水平投影曲线的水平位移为横坐标，以两个所述钻进轨迹水平投影曲线的偏差值为纵坐标，建立对比分析线；

35、在平面坐标系内，绘制所述对比分析线的线图，通过所述线图进行比对分析。

36、在一些实施例中，所述对比分析线为直线，且所述对比分析线的比例系数为正数。

37、有益效果：本发明实施例的定向钻进施工方法，在实际操作过程中，考虑了子午线收敛角对钻进的影响，避免了定向钻进施工的位移误差大情况，提升了定向精度。

技术特征：

1.一种定向钻进施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的定向钻进施工方法，其特征在于，所述第一函数关系式通过以下步骤计算获得：

3.根据权利要求2所述的定向钻进施工方法，其特征在于，所述第二函数关系式为：

4.根据权利要求2所述的定向钻进施工方法，其特征在于，所述第三函数关系式为：

5.根据权利要求1所述的定向钻进施工方法，其特征在于，所述子午线收敛角的计算包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的定向钻进施工方法，其特征在于，所述最终公式为：

7.根据权利要求5所述的定向钻进施工方法，其特征在于，对计算的多个所述子午线收敛角的分析比较包括如下至少一种方式：建立表格、绘制曲线图、绘制子午线收敛角的差值曲线图。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的定向钻进施工方法，其特征在于，在确定所述钻孔轨迹之前，拟合未考虑所述子午线收敛角的钻进轨迹水平投影曲线和考虑所述子午线收敛角的钻进轨迹水平投影曲线，并对两个所述钻进轨迹水平投影曲线比对分析。

9.根据权利要求8所述的定向钻进施工方法，其特征在于，对两个所述钻进轨迹水平投影曲线的比对分析包括以下步骤：

10.根据权利要求8所述的定向钻进施工方法，其特征在于，所述对比分析线为直线，且所述对比分析线的比例系数为正数。

技术总结本发明公开了一种定向钻进施工方法，括以下步骤：S1：在图纸上设计出钻孔的钻进轨迹，并在钻进轨迹上确定多个监测点；S2：按照设计的钻进轨迹施工钻孔，待施工至与监测点对应的实际点位后，利用监测设备测量实际点位的磁北方位角；S3：判断钻孔的施工位置与东半球、西半球和中央子午线的位置关系，然后将磁北方位角代入以下第一函数关系式中对应的公式以转换获得对应的网格北方位角；S4：将计算获得网格北方位角与图纸上对应的监测点处的实际的网格北方位角进行比对，若比对结果大于设定阈值，则校正钻孔的施工方向，若比对结果不超过设定阈值，则继续进行钻孔的施工。本发明的定向钻进施工方法的位移误差小，定向精度高。技术研发人员：于秋鸽,樊振丽,尹希武,何万里,武晓适,邵远洋,张志巍受保护的技术使用者：中煤科工开采研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18