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井巷第一章课件、
第一章钻眼机具第一节第一章钻眼机具第一节凿岩机目前，我国井巷掘进主要采用爆破破岩。
而爆破破岩则须先钻出炮眼，安放炸药进行爆破。
井巷掘进中，在岩石上钻眼主要采用冲击式钻眼法，使用机械多为。
而爆破破岩则须先钻出炮眼，安放炸药进行爆破。
井巷掘进中，在岩石上钻眼主要采用冲击式钻眼法，使用机械多为风动凿岩机；在煤体上钻眼主要采用旋转式钻眼法，使用机械多为；在煤体上钻眼主要采用旋转式钻眼法，使用机械多为煤电钻。
一、凿岩机的分类 1、按动力分类：
分风动、电动和液压三种。
2、按工作原理分类：
冲击旋转式风动和液压凿岩机；冲击式风镐；旋转式岩石电钻、煤电钻。
3、按支架方式分类：
有。
一、凿岩机的分类 1、按动力分类：
分风动、电动和液压三种。
2、按工作原理分类：
冲击旋转式风动和液压凿岩机；冲击式风镐；旋转式岩石电钻、
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煤电钻。
3、按支架方式分类：
有手持式、气腿式、向上式和轨道式四种。
4、按冲击频率分类低频：
＜2019/min；中频：
2019～2500 次/min；高频：
四种。
4、按冲击频率分类低频：
＜2019/min；中频：
2019～2500 次/min；高频：
＞2500 次/min。
二、风动凿岩机（一）基本构造现以 YT-23（原 7655 型）型为例，说明风动凿岩机的基本构 2500 次/min。
二、风动凿岩机（一）基本构造现以 YT-23（原 7655 型）型为例，说明风动凿岩机的基本构造。
风动凿岩机主要由柄体、缸体和机头三部分组成，共有 66 个零配件，见下图。
三部分组成，共有 66 个零配件，见下图。
（二）风动凿岩机工作原理及工作系统 1、（二）风动凿岩机工作原理及工作系统 1、冲击和回程机构借助配气装置可自动变换压风
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 交替进入气缸的前、后腔，实现活塞的前后移动。
活塞向前移动称为冲程，向后移动叫回程。
（1）有阀配气：
1）借助配气装置可自动变换压风交替进入气缸的前、后腔，实现活塞的前后移动。
活塞向前移动称为冲程，向后移动叫回程。
（1）有阀配气：
1）环阀配气环阀由配气阀、阀套、阀柜三部分组成，具有结构简单、加工容易、动作可靠等优点，YT-23 型风钻即采用环阀配气。
三部分组成，具有结构简单、加工容易、动作可靠等优点，YT-23 型风钻即采用环阀配气。
2） 2）控制阀配气控制阀是一种适用性更强、工作更稳定可靠的配气装置，但须在缸体上配置三条控制气道，阀的加工也比较复杂。
国产凿岩机采用这种配气阀的最多，如 YT-24、YT-26 型风钻均采用控制阀配气。
配气控制阀是一种适用性更强、工作更稳定可靠的配气装置，但须在缸体上配置三条控制气道，阀的加工也比较复杂。
国产凿岩机采用这种配气阀的最多，如 YT-24、YT-26 型风钻均采用控制阀配气。
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（2）无阀配气（以 YTP－26 型凿岩机为例） 2、 2、转钎机构 3、3、注水排粉系统《煤矿安全规程》第 17 条规定，《煤矿安全规程》第 17 条规定，井巷掘进必须采取湿式钻眼。
凿岩机一般均采用轴向供水系统，且。
凿岩机一般均采用轴向供水系统，且风水联动。
即压风打开，则有一部分气体就打开注水阀门，开启水路直通眼底。
注入的水有一定压力（0.3～0.4MP），与岩粉形成浆液后从钻眼内排出，见下图。
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即压风打开，则有一部分气体就打开注水阀门，开启水路直通眼底。
注入的水有一定压力（0.3～0.4MP），与岩粉形成浆液后从钻眼内排出，见下图。
1大螺母；2－气道；3－注水阀；4－压盖；5－密封圈； 6－弹簧；7－水道；8－密封胶圈；9－水针。
1大螺母；2－气道；3－注水阀；4－压盖；5－密封圈； 6－弹簧；7－水道；8－密封胶圈；9－水针。
4、强力吹风系统（吹扫炮眼）当将操作手柄扳到强吹位置时，凿岩机停止运转和停止供水，（吹扫炮眼）当将操作手柄扳到强吹
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 位置时，凿岩机停止运转和停止供水，此时压风直接通过缸体的气道和机头壳体上的气孔进入钎子中心孔，将煤岩粉和水吹出钻眼外。
此时压风直接通过缸体的气道和机头壳体上的气孔进入钎子中心孔，将煤岩粉和水吹出钻眼外。
5、 5、润滑系统为使凿岩机正常工作，减少机件磨损，延长使用寿命，凿岩机必须有良好的润滑系统。
一般采用连接在风管上的注油器（油壶）实现风油联动的自动润滑系统。
注油器有为使凿岩机正常工作，减少机件磨损，延长使用寿命，凿岩机必须有良好的润滑系统。
一般采用连接在风管上的注油器（油壶）实现风油联动的自动润滑系统。
注油器有悬挂式和落地式两种，下图为悬挂式注油器。
两种，下图为悬挂式注油器。
悬挂式落地式（三）冲击式凿岩机破岩原理钻头在冲击力的作用下凿入岩石，凿出深度为 h 的沟槽Ⅰ-Ⅰ，然后将钎子转动一个角度再次冲击，在岩面又凿出沟槽Ⅱ-Ⅱ，同时两条沟槽之间的岩石被冲击时产生的水平分力 H 剪切掉。
这样周而复始地进行冲击、旋转、再冲击，以达到破岩的目的。
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悬挂式落地式（三）冲击式凿岩机破岩原理钻头在冲击力的作用下凿入岩石，凿出深度为 h 的沟槽Ⅰ-Ⅰ，然后将钎子转动一个角度再次冲击，在岩面又凿出沟槽Ⅱ-Ⅱ，同时两条沟槽之间的岩石被冲击时产生的水平分力 H 剪切掉。
这样周而复始地进行冲击、旋转、再冲击，以达到破岩的目的。
（四）气腿的支撑与推进为了克服凿岩机工作时产生的后座力，并使活塞冲击钎尾时钎刃能抵住孔底，以提高凿岩效率。
因此必须对凿岩机施以适当的轴推力。
（四）气腿的支撑与推进为了克服凿岩机工作时产生的后座力，并使活塞冲击钎尾时钎刃能抵住孔底，以提高凿岩效率。
因此必须对凿岩机施以适当的轴推力。
气腿的作用就是对凿岩机起支撑和施加轴推力。
（五）操作装置和钻眼（五）操作装置和钻眼操纵装置：
操纵装置：
操纵阀（手柄）控制风量；（把手）扳机控制气腿伸缩；调压阀控制气腿推进力。
操纵阀（手柄）控制风量；（把手）扳机控制气腿伸缩；调压阀控制气腿推进力。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ （六）我国冲击式风动凿岩机技术特征教材 P15～16 表 2-1 也列举了我国风动凿岩机的技术特征。
常用的型号有 YT-23、24、26 等。
值得指出的是，由教材 P15～16 表 2-1 也列举了我国风动凿岩机的技术特征。
常用的型号有 YT-23、24、26 等。
值得指出的是，由湘潭风动工具厂和衢州风动工具厂共同研制的 YTP-26 型风动凿岩机（已经国家组织鉴定）具有活塞面积大、冲击功大、扭矩大、不易卡钎、冲程短、钻速快、结构简单、维修方便等优点，是单体气腿式凿岩机中的佼佼者。
YTP-26 型风动凿岩机（已经国家组织鉴定）具有活塞面积大、冲击功大、扭矩大、不易卡钎、冲程短、钻速快、结构简单、维修方便等优点，是单体气腿式凿岩机中的佼佼者。
有条件时，应按有条件时，应按布孔仪标定炮眼位置。
该机属高频风钻，活塞面积大，无阀配气，落地式注油器。
其缺点是，噪音和震动比其他风钻稍大。
标定炮眼位置。
该机属高频风钻，活塞面积大，无阀配气，落地式注油器。
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其缺点是，噪音和震动比其他风钻稍大。
三、风镐风镐以风为动力，属纯冲击式凿岩机。
三、风镐风镐以风为动力，属纯冲击式凿岩机。
风镐在井巷施工中是一种不可或缺的凿岩机具，多用于软岩挖掘、扩帮、挑顶、卧底、挖掘水沟等。
风镐在井巷施工中是一种不可或缺的凿岩机具，多用于软岩挖掘、扩帮、挑顶、卧底、挖掘水沟等。
四、液压凿岩机液压凿岩机属冲击旋转型，以液压为动力，通过配油机构使高压油交替作用于活塞两端，迫使活塞在缸体内往返运动，完成冲击钎杆，破碎岩石的功能。
四、液压凿岩机液压凿岩机属冲击旋转型，以液压为动力，通过配油机构使高压油交替作用于活塞两端，迫使活塞在缸体内往返运动，完成冲击钎杆，破碎岩石的功能。
液压凿岩机具有钻速高、噪音低，不产生水汽和油雾，适用性强等优点。
液压凿岩机具有钻速高、噪音低，不产生水汽和油雾，适用性强等优点。
但液压凿岩机因较重，且须配置液压泵及管路，在井下一般很少单体使用，多用于凿岩台车，不在详细介绍。
但液压凿岩机因较重，且须配置液压泵及管路，在井下一般很少单体使用，多用于凿岩台车，不在详细介绍。
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五、凿岩台车随着重型高效能凿岩机的发展，逐渐出现了各种凿岩台车，目前最为广泛采用的五、凿岩台车随着重型高效能凿岩机的发展，逐渐出现了各种凿岩台车，目前最为广泛采用的掘进凿岩台车有行走部分、钻臂和凿岩机推进机构三部分组成掘进凿岩台车有行走部分、钻臂和凿岩机推进机构三部分组成。
钻臂采用液压操纵，根据钻臂数量不同，有 1 臂、3 臂、4 臂、5 臂几种。
凿岩机推进方式有风动马达丝杠推进方式、油缸钢丝绳进行方式等。
行走部分由轨轮式、履带式和轮胎式三种。
其中轮胎式和履带式多用于隧道工程，井下则以轮轨式为主。
下图为国产 CGJ-2 型轨轮式凿岩台车示意图，车上配有 2 台YT-24 型凿岩机，两个钻臂由液压控制。
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钻臂采用液压操纵，根据钻臂数量不同，有 1 臂、3 臂、4 臂、5 臂几种。
凿岩机推进方式有风动马达丝杠推进方式、油缸钢丝绳进行方式等。
行走部分由轨轮式、履带式和轮胎式三种。
其中轮胎式和履带式多用于隧道工程，井下则以轮轨式为主。
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下图为国产 CGJ-2 型轨轮式凿岩台车示意图，车上配有 2 台YT-24 型凿岩机，两个钻臂由液压控制。
Ⅴ、课堂总结本节课介绍了凿岩机的分类，重点讲述了风动凿岩机的基本构造和工作原理、破岩原理、支撑与推进、操作装置和钻眼方法，同时简要介绍了风镐、液压凿岩机及凿岩台车。
本节课介绍了凿岩机的分类，重点讲述了风动凿岩机的基本构造和工作原理、破岩原理、支撑与推进、操作装置和钻眼方法，同时简要介绍了风镐、液压凿岩机及凿岩台车。
Ⅵ、布置作业 1、风动凿岩机的工作机构和系统有哪些？ 2、YTP-26 型凿岩机有哪些优点？ 1、风动凿岩机的工作机构和系统有哪些？2、YTP-26 型凿岩机有哪些优点？授课班级矿安 1101 班开采 1101 班开采 1102 班第 2 课教案授课班级矿安 1101 班开采 1101 班开采 1102 班第2 课教案授课时间 8 月 28 日 8 月 28 日 8 月 29 日月日月日星期二二三授课地点知 107 知 107 知 107 课题内容第一章钻眼爆破第二节电钻第三节钻眼机具第一章钻眼爆破第二节电钻第三节钻眼机具教学目的掌握电钻的分类，重点掌握煤电钻的基本结构，风钻的钎杆、钻头及煤电钻的麻花钻杆和钻头。
掌握电钻的分类，重点掌握煤电钻的基本结构，风钻的钎杆、钻头及煤电钻的麻花钻杆和钻头。
教学方法讲授法、谈话法重点煤电钻的基本结构及操作难
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 点能力培养熟悉煤电钻的基本结构及操作方法，了解风钻、煤电钻的钎杆和钎头。
课堂类型讲授课教具多媒体设备作业 1、煤电钻的基本构造有哪些？ 2、凿岩机的钎头有哪几种？ 1、煤电钻的基本构造有哪些？ 2、凿岩机的钎头有哪几种？ I、组织教学：点名、询问作业完成情况。
II、复习提问：
1、风动凿岩机的工作结构和系统有哪些？
2、YTP-26 型凿岩机有哪些优点？1、风动凿岩机的工作结构和系统有哪些？ 2、YTP-26 型凿岩机有哪些优点？ III、导入新课：
III、导入新课：
从风动凿岩机导入新课 IV、讲授新课：
第二节电钻 IV、讲授新课：
第二节电钻电钻以电为动力，电的成本比压风低，能源利用率高，且电是清洁能源，噪音小，不产生油雾，工作环境好。
电钻一般电钻以电为动力，电的成本比压风低，能源利用率高，且电是清洁能源，噪音小，不产生油雾，工作环境好。
电钻一般采用旋转法破岩。
进行钻眼时，切割型钻头在轴向力的用下，克服煤岩的抗压强度侵入岩石一定深度，同时在回转力的作用下，克服煤岩的抗切削强度，将岩石一层层地切削下来。
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。
进行钻眼时，切割型钻头在轴向力的用下，克服煤岩的抗压强度侵入岩石一定深度，同时在回转力的作用下，克服煤岩的抗切削强度，将岩石一层层地切削下来。
电钻分岩石电钻和煤电钻两种。
三、岩石电钻岩石电钻属于旋转型凿岩机，由电动机、减速箱、牵引装置和供水装置组成。
电为清洁能源，成本比压缩空气低，不产生油雾，噪音低。
因其整体重量大，多用于轨道牵引，适于钻深孔。
且钻头易磨损，一般仅用于 f= 4～6 的煤岩中钻眼。
三、岩石电钻岩石电钻属于旋转型凿岩机，由电动机、减速箱、牵引装置和供水装置组成。
电为清洁能源，成本比压缩空气低，不产生油雾，噪音低。
因其整体重量大，多用于轨道牵引，适于钻深孔。
且钻头易磨损，一般仅用于 f= 4～6 的煤岩中钻眼。
因钻头易磨损，使岩石电钻在井巷掘进中的使用受到限制。
因钻头易磨损，使岩石电钻在井巷掘进中的使用受到限制。
1969 年本人曾赴原京西矿务局王平村煤矿学习岩石电钻技术。
1969 年本人曾赴原京西矿务局王平村煤矿学习岩石电钻技术。
一、凿岩机钎子 1、结构：
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 凿岩机的钎子是由一、凿岩机钎子 1、结构：
凿岩机的钎子是由钎杆和钎头两部分组成。
2、种类：
（1）整体钎子：
修磨和运输不便，在煤矿井下一般不用；（2）组合钎子：钎杆和钎头采用锥形连接。
钻眼时楔紧，不用时卸下。
井下一般多采用组合钎子。
两部分组成。
2、种类：
（1）整体钎子：
修磨和运输不便，在煤矿井下一般不用；（2）组合钎子：钎杆和钎头采用锥形连接。
钻眼时楔紧，不用时卸下。
井下一般多采用组合钎子。
3、钎杆（俗称钻杆）（1）钎杆的种类：
有 3、钎杆（俗称钻杆）（1）钎杆的种类：
有中空六角形和中空圆形两种，其中中空六角形使用最多。
（2）钎杆材料：
以前用普通碳素工具钢，目前多用高强合金钢，如中空 8 铬（ZK8cr）、中空 55 硅锰钼（ZK55SiMnMo）、中空35 硅锰钼钒
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（ZK35SiMnMoV）和中空 40 锰钼钒（ZK40MnMoV）等。
（3）钎杆的规格尺寸：
见下图。
两种，其中中空六角形使用最多。
（2）钎杆材料：
以前用普通碳素工具钢，目前多用高强合金钢，如中空 8 铬（ZK8cr）、中空 55 硅锰钼（ZK55SiMnMo）、中空35 硅锰钼钒（ZK35SiMnMoV）和中空 40 锰钼钒（ZK40MnMoV）等。
（3）钎杆的规格尺寸：
见下图。
4、钎头（俗称钻头）（1）钎头的分类 1） 4、钎头（俗称钻头）（1）钎头的分类 1）一字形：
冲击力集中，凿入深度大，制造和修磨简单，但易夹钎，磨损快。
：
冲击力集中，凿入深度大，制造和修磨简单，但易夹钎，磨损快。
凿岩机一般均使用一字形钻头。
钎杆一般均在锻钎机上自行加工制作。
钎杆一般均在锻钎机上自行加工制作。
2）十字形：
容易开眼，不易夹钎，但钻速低，制造和修磨工艺复杂，且合金片用量大，价格相对较高，凿岩机使用较少。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 3）：
容易开眼，不易夹钎，但钻速低，制造和修磨工艺复杂，且合金片用量大，价格相对较高，凿岩机使用较少。
3）球齿形：
凿岩机一般不采用，不再介绍。
（2）一字形钎头的基本构造及材质：
凿岩机一般不采用，不再介绍。
（2）一字形钎头的基本构造及材质钎头体为 55SiMnMo 或 40MnMoV 合金钢，头部镶有锰铬类或钨钴类硬质合金片。
硬质合金片常用的牌号为 YG-8C、YG-11C、YG-11、YG-15 等。
钎头初始直径一般为 38～43mm。
钎头在使用一定时间后，钎刃会磨损，必须在砂轮上修磨。
钎头体为 55SiMnMo 或 40MnMoV 合金钢，头部镶有锰铬类或钨钴类硬质合金片。
硬质合金片常用的牌号为 YG-8C、YG-11C、YG-11、YG-15 等。
钎头初始直径一般为 38～43mm。
钎头在使用一定时间后，钎刃会磨损，必须在砂轮上修磨。
二、煤电钻钎子煤电钻的钻具（见下图）是由钻头和麻花钻杆组成。
钻头从钻杆前部的方槽和尾孔插入，再用销钉固定。
麻花钻杆是用菱形或矩形断面的 T7、T8 钢在加热状态下扭制而
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成，以传递轴压和扭矩，二、煤电钻钎子煤电钻的钻具（见下图）是由钻头和麻花钻杆组成。
钻头从钻杆前部的方槽和尾孔插入，再用销钉固定。
麻花钻杆是用菱形或矩形断面的 T7、T8 钢在加热状态下扭制而成，以传递轴压和扭矩，螺旋沟槽排粉，螺距一般为 70～80mm。
。
螺旋沟槽排粉，螺距一般为 70～80mm。
。
1钻头；2方槽；3尾孔；4麻花钻杆；5钻杆尾部十字形钎头钻出的炮眼较圆。
十字形钎头钻出的炮眼较圆。
Ⅴ、课堂总结本节课介绍了岩石电钻，重点讲述了煤电钻的基本构造以及钻眼工具，风钻的钎杆、钎头及煤电钻的钎杆和钎头。
本节课介绍了岩石电钻，重点讲述了煤电钻的基本构造以及钻眼工具，风钻的钎杆、钎头及煤电钻的钎杆和钎头。
Ⅵ、布置作业 1、煤电钻的基本构造有哪些？ 2、凿岩机的钎头有哪几种？ 1、煤电钻的基本构造有哪些？
2、凿岩机的钎头有哪几种？湖南安全技术职业学院备课纸 I、组织教学：
点名. II、复习提问：
III、导入新课：
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ IV、讲授新课：
II、复习提问：
III、导入新课：
IV、讲授新课：
第四节实验课：
拆、装 YT－23 型凿岩机一、实验课安排 1、将全班同学分成 4 组，每组确定一名组长； 2、每组 YT－23 型凿岩机一台及拆、装工具。
3、每组指定一名记录员。
二、示范教学 1、由一名实验员或指导教师首先讲解 YT－23 型凿岩机的基本构造及主要构配件。
2、示范教学（1）首先讲解拆、装 YT－23 型凿岩机的顺序和安全注意事项；（2）拆除一零部件，即讲解其用途或功能；重点讲解五大工作机构、系统。
3、凿岩机安装三、分组进行 YT－23 型凿岩机的拆卸和安装 1、由 1～2 名同学为主，进行拆卸和安装； 2、记录员记录拆卸顺序和主要零件。
3、遇到问题或不懂的地方要及时向实验员或指导教师提问。
四、清理现场和打扫卫生。
五、每小组写出一份实验报告，于本周内交任课老师。
一、实验课安排 1、将全班同学分成 4 组，每组确定一名组长；
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2、每组 YT－23 型凿岩机一台及拆、装工具。
3、每组指定一名记录员。
二、示范教学 1、由一名实验员或指导教师首先讲解 YT－23 型凿岩机的基本构造及主要构配件。
2、示范教学（1）首先讲解拆、装 YT－23 型凿岩机的顺序和安全注意事项；（2）拆除一零部件，即讲解其用途或功能；重点讲解五大工作机构、系统。
3、凿岩机安装三、分组进行 YT－23 型凿岩机的拆卸和安装 1、由 1～2 名同学为主，进行拆卸和安装； 2、记录员记录拆卸顺序和主要零件。
3、遇到问题或不懂的地方要及时向实验员或指导教师提问。
四、清理现场和打扫卫生。
五、每小组写出一份实验报告，于本周内交任课老师。
第一章定向井（水平井）钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）T ．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期，美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的，但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10，654米； 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rytch Farm 油田钻成的M11井，水平位移高达1，0114米。 垂深水平位移比最高的是Statoil 公司钻成的的33/9—C2达到了1:3.14； 丛式井口数最多，海上平台：96口；人工岛：170口； 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井，其中磨三井总井深1685米，垂直井深表遗憾350米，水平位移444.2米，最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术；80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的DH1-H1井，完钻井深达到：6452.00米。水平位移最大的大位移井是胜利定向井公司完成的埕北21-平1井，水平位移达到3167.34米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，该丛式井平台共有钻定向井42口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井）
第一章定向井（水平井)钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)Ｔ.A．英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。 早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达1０,654米; 水平位移最大的定向井是BＰ勘探公司于己于199７年在英国北海的Ｒｙtｃh Ｆａｒｍ油田钻成的M1１井,水平位移高达１，011４米。 垂深水平位移比最高的是Sｔatoｉl公司钻成的的33/9—Ｃ2达到了１：3.1４； 丛式井口数最多，海上平台:9６口;人工岛:170口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—１5井和磨三井,其中磨三井总井深16８5米，垂直井深表遗憾350米，水平位移4４4.2米，最大井斜9２°，水平段长１60米；7０年代扩大实验,推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JＦ128井,井深达到70００米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长３８4米,宽１1５米,该丛式井平台共有钻定向井４2口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井
定向井水平井坐标系统的选择 使用蓝德马克软件设计轨迹时，第一步就是选择有效的坐标系统，大多数人选地磁模型universal transverse mercator 而坐标体系选世界最新WGS1984 而当前区域选则根据井位 所在的带位确定。如我们大港是在20带，而高斯坐标体系把我们地球分为60带，南北半球各为30 带而每带的度数为6度。 如一口井的坐标Y轴值为20499130说明在具体选择MAP ZONE 时20+30（加上常量） =50 加之我们为北半球当然ZONE 50N 而我们所处带宽为20所能我们更细分为 20×6=120 进一步展切开平面坐标由于每带为6度所以井位范围为120-6=114 （114-120）之间，由于把英国格林威志划为带0点中国在东所以（114E-120E） 排列顺序为universal transverse mercator WGS1984 ZONE 50N（114E-120E） 常规水平井控制策略 周洪林
摘要: 调整井斜角是井眼控制的中心，常规仪器盲区一般长达16-12m，下部井眼井斜将直接影响到水平井轨迹能否在合理的井斜角揭开目的层，控制准确将提高水平井油层钻遇率，减少探油层无效进尺，如做到井眼预计与实际测量角度控制在0.5—1°之间,对一口井最终产能有重要意义,对于薄层为1-2m的薄层水平井,盲区井斜误差超过2°，钻头将钻出主产层则需要再次调整井眼轨迹，通过对水平井控制策略的认识，现场施工人员通过钻压及钻具组合的调整来解决井眼增降斜问题。调整钻具刚度及欠尺稳定器的尺寸大小及位置来保证仪器稳定性,及钻具增降斜能力。 关健词:稳定、井斜、控制、水平井 引言: 数据精确、传输信号快MWD、LWD仪器是钻水平井前题保证，80、90年代单点加有线随钻水平井的时代结束,由于有线随钻仪器测量方式的不同、如在无磁位置局限性井斜、方位有一定的误差,2000年后MWD开始在各油田水平井中普及，水平井成为高效开发油田的有效手段，在我油田通过多年总结，使用LWD成功钻遇各种不同油藏如高渗透底水油层，裂缝性油藏，复杂断块油藏，低渗透油藏，现场通过对井斜，及电阻，自然伽码值时实分析，目前基本上实现了地质导向的功能，通过对不同产层的数值分析,精确的定位井斜数据,满足了地质导向需求。 1、水平井入窗前控制 在稳定仪器保证下，控制造斜率准确预测井斜，选定合理角度弯马达，正确匹配钻具组合，优化钻井参数，依据地质设计及邻井测井数据落实油层上部岩性，做好入窗前的准备。 1.1钻具组合对仪器影响 中半径、长半径水平井保持马达上部的刚度是增加造斜率、保证仪器稳定工作重要措施、因为足够刚度的钻具，在大斜度滑动钻井中不产正弦弯曲，不自锁钻具，对于水平井井眼轨迹
水平井特点 一、由垂直井眼变成倾斜（水平）井眼带来的特性 1、钻具贴井壁，受力状况发生变化 从造斜段开始，钻具受力状况相对直井发生了根本的变化。 ①造斜段：由于斜井段钻具的斜向拉力造成此处钻具被＂拉向＂上井壁。造斜点较高的 井可明显在井口出现钻具向定向方向的＂偏移＂。随着井深增加，造斜点以下钻具重量随着造斜率的增大，在造斜段出现的侧向力F侧随之增大、起下的摩阻增大，随着时间的延长，起下钻和转动在此处形成键槽。 图１ ②斜井段：由于钻具自重，钻具＂躺在＂下井壁，对井壁侧压力的增大，带来磨阻（起 下）和扭矩的增大（旋转）。 图２ ③钻头的受力变化出现侧向分力，当使用增斜钻具结构时，由于近钻头扶正器的＂支点＂ 作用而产生向高边的侧向力；使用降斜组合时，由于＂钟摆力＂作用而向低边产生侧向力；由于下部钻具结构和钻头重力作用，始终产生＂降斜趋势，需用刚性组合来保持井斜的稳定或大于此趋势产生增斜力。
2、偏心环空和岩屑床 国外专家和＂七五＂攻关项目中刘希圣教授等专家研究表明，由于斜井钻具偏向下井壁而形成了＂偏心环空＂，岩屑的沉降，运移与直井相比发生了根本的变化，岩屑出现向井壁径向沉降的趋势，由于偏心环空流速的不均匀，在下井壁形成岩屑床，在一定条件下还会发生岩屑床的滑移、堆积。给大斜度、水平井施工带来威胁，如何正确认识此特点和采取相应 的措施是定向井，尤其是大斜度井、水平井成功与否的关键。
图５ 研究的主要结论有： ①偏心环空场中，大环隙处流速大，小环隙处流速小，促使岩屑床的 产生。 ②岩屑床厚度随流速的减少和井眼斜度的增加而增加，但倾角大于一 定值后，其岩屑床厚度基本保持不变。 ③环空岩屑浓度在临界角（30°≤θ≤60°）范围内最大。环空岩屑 浓度随流速的增加而降低。 注：对临界角的界限，有人认为35°～70°，但总的范围是相近的。 ③当井眼倾角处于临界倾角范围内时，由于岩屑床的形成及滑移，岩 屑势必下滑堆积。容易造成钻具的阻卡。 ④各倾角都存在一个＂临界流速＂。当环空流速大于该临界流速时， 理论认为不会产生岩屑床。 ⑤流体粘度升高导致岩屑床厚度降低，岩屑浓度降低，提高了岩屑输 送效果。 下面就斜井几种状态下的井屑运动方式做一分析： 以临界角为界把斜井分为三种类型： 第一种：小于临界角的范围（＜30°），只有垂直沉降，而无径向沉 降。vs为垂直沉降速度，vsr为径向沉降速度，vsa为轴向沉降速度。 Vs 图６－１ Vs≈0 Vsa≈Vs θ升高则Vsa越大，?该范围最易形成岩屑床，越接近上界越易产生岩屑床下滑堆集，是大斜度井、水平井施工中主要清除岩屑床的井段。该种情况可近似为直井状态，不易形成岩 屑床。
定向井和水平井钻井技术(2008-11-19 08:53:54) 标签：稳斜增斜率钻具钻铤井斜角我国海洋杂谈 第三节井眼轨迹控制技术 井眼轨迹控制的内容包括：优化钻具组合、优选钻井参数、采用先进的井下工具和仪器、利用计算机进行井眼轨迹的检测预测、利用地层的方位漂移规律、避免井下复杂情况等等。轨迹控制贯穿钻井作业的全过程，它是使实钻井眼沿着设计轨道钻达靶区的综合性技术，也是定向井施工中的关键技术之一。 井眼轨迹控制技术按照定向井的工艺过程，可分为直井段、造斜段、增斜段、稳斜段、降斜段和扭方位井段等控制技术，其中直井段的控制技术见第七章第四节。 一．定向选斜井段 初始造斜方法有五类，即井下马达和弯接头定向、喷射法、造斜器法、弯曲导管定向、倾斜钻机定向。目前，我国海洋定向井一般采用第一种方式，常用造斜钻具组合为：钻头十井下马达十弯接头十非磁钻铤十普通钻铤（0～30米）十挠性接头十震击器十加重钻杆。 这种造斜钻具组合是利用弯接头使下部钻具产生一个弹性力矩，迫使井下动力钻具驱动钻头侧向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达到定向造斜或扭方位的目的。 造斜钻具的造斜能力主要与弯接头的弯角和动力钻具的长度有关。弯接头的弯角越大，动力钻具长度越短，造斜率也越高。 弯接头的弯角应根据井眼大小、井下动力钻具的规格和要求造斜率的大小选择。现场常用弯接头的弯角为1.5～2.25度，一般不大于2.5度。弯接头在不同条件下的造斜率见第四节。造斜钻具组合使用的井下动力钻具型号应根据造斜井段或扭方位井段的井深选择。使用井段在2000米以内，一般采用涡轮钻具或普通螺杆钻具，深层走向造斜或扭方位应使用耐高温的多头螺杆钻具。 造斜钻具组合、钻井参数和钻头水眼应根据厂家推荐的钻井参数设计。 由于井下动力钻具的转速高，要求的钻压小［一般为29.4～78.4千牛（3～8吨）］，因此，使用的钻头不宜采用密封轴承钻头，尤其是在浅层，可钻性好的软地层应使用铣齿滚动轴承钻头或合适的PDC钻头。 根据测斜仪器的种类不同，分为四种定向方式： 1．单点定向 此方法只适用造斜点较浅的情况，通常井深小于1000米。因为造斜点较深时，反扭角很难控制，且定向时间较长。施工过程如下： （l）下入定向造斜钻具至造斜点位置（注意：井下马达必须按厂家要求进行地面试验）。（2）单点测斜，测量造斜位置的井斜角，方位角，弯接头工具面； （3）在测斜照相的同时，对方钻杆和钻杆进行打印，并把井口钻杆的印痕投到转盘面的外缘上，作为基准点； （4）调整工具面（调整后的工具面是：设计方位角十反扭角）。锁住转盘、开泵钻进；（5）定向钻进。每钻进2～4个单根进行一次单点测斜，根据测量的井斜角和方位角及时修正反扭矩的误差，并调整工具面； （6）当井斜角达到8～10度和方位合适时，起钻换增斜钻具，用转盘钻进。在单点定向作业中要注意：
定向井，丛式井，水平井名词解释 1，定向井 沿着预先设计的井眼轨道，按既定的方向偏离井口垂线一定的距离，钻达目标的井。 2，丛式井 在一个井场或一个钻井平台上，有计划地钻出两口或两口以上的定向井，可含一口直井。 3，救援井 为抢救某一口井喷，着火的井而设计施工的定向井，又称救险井。 4，多底井 在一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。 5，绕障井 为避开在地下存在着某种不允许通过或难以穿过的障碍，沿一定井眼轨迹钻达目标的定向井。6，多目标定向井 有两个或两个以上目标的定向井。 7，大斜度井 最大井斜角在60~80度的定向井。 8，水平井 井斜角大于或等于86度，并保持这种角度钻完一定长度的水平段的定向井。 9，长曲率半径水平井 造斜率小于6度/30米的水平井。 10，中曲率半径水平井 造斜率为6~20度/30米的水平井。 11，短曲率半径水平井 造斜率高达每米1~10度的水平井。 12，斜直井 用倾斜钻机或倾斜式井架完成的，自井口开始井眼轨迹首先是一段斜直井段的定向井。 13，井眼轨道 表示设计的定向井井眼轴线形状的图形，有称井眼轴线和井身剖面。 14，二维定向井井眼轨道
井眼轴线只在某一个给定方位上的铅垂平面内变化，即设计方位角为一常数的井眼轴线。 15，三段制井眼轨道 自井口开始至最终目标点，依次为直井段，增斜段，稳斜段的设计井眼轴线；又称直——增——稳，剖面。 16，“S”型井眼轨道 自井口开始至最终目标点，依次为垂直段，增斜段，稳斜段，降斜段，稳斜段的设计井眼轴线；又称直——增——稳——降——稳剖面。 17，悬链线井眼轨道 设计有悬链线井段的井眼轴线。 18，抛物线井眼轨道 设计有抛物线井段的井眼轴线。 19，水平井井眼轨道 设计有水平延伸段的井眼轴线。 20，三维定向井井眼轨道 设计有方位角变化的井眼轴线 21，靶心 有地质设计确定的定向井地下坐标点，又称目标点。 22，靶区 允许实钻井眼轴线进入目的层时偏离设计靶心的规定范围。 23，靶区半径 靶区圆的半径。 24，设计总水平位移 靶心至井口铅垂线的距离。 25，设计总垂深 靶心至井口水平面的距离。 26，设计方位 井口和靶心连线的水平投影线方位。 27，造斜点 定向造斜的起始的井深处。 28，最大井斜角 在设计或实钻井眼轴线上全井井斜角的最大值。
定向井、水平井现场名词解释 1、井深：指井口（转盘面）至测点的井眼实际长度，人们常称为斜深。国外称为测量深度（Measure Depth）。 2、测深：测点的井深，是以测量装置（Angle Unit）的中点所在井深为准。 3、井斜角：该测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角（见图 1.2）。?井斜角常以希腊字母α表示，单位为度。 4、井斜方位角：是指以正比方位线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度（见图1.3）。?井斜方位角常以希腊字母Φ表示，单位为度。实际应用过程中常常简称为方位角。 图1.1磁偏角示意图 5、磁方位角：磁力测斜仪测得的井斜方位角是以地球磁北方位线为准的，称 磁方位角。 6、磁偏角：磁北方位线与真北方位线并不重合，两者之间有一个夹角，这个夹角称为磁偏角。磁偏角又有东磁偏和西磁偏角之分，当磁北方位线在正北方位线以东时，称为东偏角；当磁北方位线在正北方位线以西时称为西偏磁偏角。?进行磁偏角校正时按以下公式计算：00
真方位角＝磁方位角＋东偏磁偏角 真方位角＝磁方位角－西偏磁偏角 7）井斜变化率：是指井斜角随井深变化的快慢程度，常以Kα表示，?精确 的讲井斜变化率是井斜角度（α）对井深（L?）的一阶导数。 dα Kα＝─── dL 井斜变化率的单位常以每100米度表示。 8）井深方位变化率：实际应用中简称方位变化率，?是指井斜方位角随井深 变化的快慢程度，常用KΦ表示。计算公式如下： dΦ ＫΦ＝─── dL 井斜方位变化率的单位常以每100米度进行表示。 9）全角变化率（狗腿严重或井眼曲率）：从井眼内的一个点到另一个点，井眼前进方向变化的角度(两点处井眼前进方向线之间的夹角），该角度既反映了井斜角度的变化又反映了方位角度的变化，通常称为全角变化值。?两点间的全角变化值γ相对与两点间井眼长度ΔL变化的快慢及为全角变化率。用化式表达如 下： γ Ｋ＝─── ΔL 实际钻井中，井眼曲率的计算方法：目前计算井眼曲率的方法有很多。有公式法、查表法、图解法、查图法和尺算法五种。后四种办法皆来源于公式法。计算井眼曲率的公式计有三套： 第一套公式：对于一个测点：K＝SQR（Kα2＋KΦ2sin2α） 对于一个测段：K＝SQR（(Δα/ΔL)2＋(ΔΦ/ΔL)2SIN2αc）
定向井托压问题原因分析及解决措施 王伟忠庞永海张琦 随着陆地油气的不断开发，今后在浅海及陆地上大位移、大井斜井将不断增多，在油田进入后期及采收水平的不断发展，陆地上的一些老井要进行二次开发，所以开窗侧钻井的不断增加也是钻探的一个必然趋势。大港油田从2003年开始在油区内布水平井和大井斜井也在逐年增加，为了确保施工的顺利，减少事故复杂，这对钻井液技术水平的要求更加严格，大井斜、大位移的定向井及水平井在除了对润滑防卡、井壁稳定等要求更加严格以外，对定向井定向过程中托压问题的解决也是我们目前施工中存在且迫切要求解决的一个重要问题。在定向井的施工中托压的产生不仅严重影响钻井队的施工进度而且很容易造成压差卡钻，给施工造成重大的经济损失。 施工统计：2004年泥浆二中队施工井情况 托压产生在直井反扣或定向井多次反扣的定向过程中、开窗侧钻井开窗侧钻,定向中、水平井70-90度的定向过程中；托压由于井眼轨迹以及各种阻力的原因使得钻具加压后，压力很难传递到钻头；从综合录井仪器及指重表看，就是在钻压不断增加的前提下，钻头的位置不变、没有进尺，泵压不升高、不憋泵，在钻压继续增加的时可能会突然憋泵。定向井托压一方面影响正常的定向施工，另一方面如操作不当易产生卡钻。 二、原因分析： 1、井眼轨迹差： 定向中的托压与施工的井眼轨迹有很大的关系，在施工井中每年定向井占60%、直井40%，在实际施工中其中有一部分直井或定向井都会因为地层或施工的原因造成井眼轨迹偏离设计，这时就要进行导向反扣钻进，而切一部分井会因为某种原因进行反扣几次，从而造成井眼轨迹不好。在井眼轨迹不好的前提下改变钻具结构进行反扣定向时，由于钻具刚性的问题在加压时钻具的某一点会支撑在井壁上此时往往会出现托压现象。由于井眼轨迹差造成的托压，在加压后上提的过程中上提的附加拉力不会很大，即和平时的附加拉力相差不多，一般不会超过下压的压力。 定向井的井眼轨迹与造斜率有一定的关系，造斜率越小井眼轨迹就越平滑施工中产生托压的现象就少，在水平井的施工中，长半径的水平井较中半径、短半径水平井产生托压的几率要小的多。 2、井眼不干净，有岩屑床的存在： 造成定向井定向过程中、直井反扣过程中托压的另一个原因是井眼不干净，下井壁有岩屑床的存在。 造成井眼不干净的原因主要有以下几点： （1）、泥浆的本身流变性能不好，不能满足携带岩屑的需求； （2）、泥浆泵排量不能满足要求使得钻井液在井眼中的上返速度达不到要求； （3）、在钻进的过程中长时间或长的井段不进行短起下作业及时挂拉井壁这些都是造成井壁不干净岩屑不能及时被清除的原因； （4）、指地面的净化设备差，即地面净化设备对被泥浆携带的有害固相、岩屑等清除的能力差，使得有害固相又重新进入井内。
级采矿工程专业 《井巷工程》课程设计说明书 学号： 姓名： 班级： 指导教师： 设计成绩： 设计时间：
目录 设计任务 (2) 1选择巷道断面形状 (2) 2巷道净断面尺寸确定 (2) 2.1巷道净宽度 (2) 2.2轨面起巷道沉实后的净高 (2) 2.3确定巷道净断面积S和净周长P (2) 2.4确定巷道掘进断面尺寸 (3) 2.5用风速校核巷道净断面积 (4) 2.6选择支护参数 (4) 2.7选择道床参数 (4) 2.8布置巷道内水沟和管线 (4) 2.9计算巷道掘进工程量及材料消耗 (5) 2.10编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表 (5) 3总结 (6) 4参考文献 (7)
设计任务 某矿年设计能力为30万t.该矿采用斜井开拓，大巷运输采用ZK7-6/250直流架线电机车牵引1t固定式矿车运输。该大巷穿过中等稳定的石灰岩层和白云岩层，其坚固性系数f=6~8，需要通过风量60m3/s，涌水量230 m3/h。巷道内敷设1条?300mm排水管和1条?150mm供水管。试进行该梯形双轨巷道断面设计。 1选择巷道断面形状 年产30万t矿井水平运输大巷，采用梯形单轨断面设计，一般服务年限10年左右。 2巷道净断面尺寸确定 2.1巷道净宽度 梯形巷道净宽度有运输设备时，指运输设备顶面的巷道宽度。 查表2.2知ZK10—6/250电机车宽A1=1060mm，高h=1550mm；1吨固定式矿车宽880mm，高1150mm。 根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽c=810mm，非人行道一侧宽a=330mm。又查表2.3知本巷双轨中心线b=1300mm，两电机车之间的距离为：1300-（1060/2+1060/2）=240mm 故巷道净宽度B=a+b+c =（330+1060∕2）mm+1300mm+（1060∕2+810）=860+1300+1340=3500mm 式中a——非人行道侧轨道中线距巷道帮的净宽度 b——两轨道中线距 c——人行道侧轨道中线距巷道帮的净宽度 2.2轨面起巷道沉实后的净高 梯形巷道净高度是指自道渣面或地板至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。根据《煤矿安全规程》规定，取h1=2200mm 由于选用1t矿车，根据表2.9、2.10、2.11，选用22kg/m型钢轨，故道床总高度hc=380mm, 道碴高度hb=220mm, 道碴面至轨道面高度ha=160mm，取棚腿与水平的倾角为80°,t=25mm，支护厚度T=100mm 因使用直流架线电机车，根据《煤矿安全规程》，电机车架空线的悬挂高度，自轨面算起在行人的巷道内，不小于2m，电机车架空线和巷道顶或顶梁之间的距离不得小于0.2m，故取净高度H=2360mm，则架线高度为2000mm。 2.3确定巷道净断面积S和净周长P 梯形巷道净断面面积为： S=(B1+B2)H/2
煤矿建设井巷工程预算内容 井巷工程预算组成： 一、直接费：分为以下定额直接费、其他直接费、现场经费三部分。 1、定额直接费：依据断面、岩性、坡度、支护类型、施工方式（普掘或综掘）等参数套用《井巷工程消耗量定额》计算出基价（人工、机械、材料）累加后得出一个预算单价； 预算单价×工程量=定额直接费A。 2、其他直接费B 包括以下5项 （1）材料二次搬运费 （2）生产工具用具使用费 （3）检验试验费 （4）工程定位复测、工程点交桩、场地清理费 （5）特殊工种培训费 3、现场经费C （1）临建费 （2）现场管理费 （3）远地施工增加费 二、辅助费：根据施工图直接套用定额。有很大的出入，和涌水量，取暖期、瓦斯含量等有很大的关系。 三、取费
（直接费+辅助费）×（（直接费+辅助费）×取费）=预算书价格 四、井巷工程预算应从以下几点考虑： 1、岩石硬度系数。 2、巷道长度、断面、坡度。 3、支护类型和支护材料 4、人工费、材料价格与预算之间的差别。 5、辅助费中还要考虑运输长度、矿井涌水量、瓦斯涌出量。 6、施工难度大时，取费时应考虑到措施费、管理费和安全费提高。 7、施工地点的高度，取暖期。 五、矿山井巷工程施工图预算费用构成如下： （一）、直接费：由直接工程费和措施费组成 1、直接工程费：在工程施工中直接消耗的构成工程实体或有助于工程实体形式的各种费用，是按照有关部门颁发的预算定额直接套用工程量而计算的费用，包括人工费、材料费、机械使用费和辅助车间服务费。 定额直接费=事物工程量*预算单价（单位估算价） A、人工费：基本工资；补贴（井下津贴、夜班费、物价、流动施工、燃气、交通、住房补贴等）；辅助工资（加班、额外工作日、培训工时、探亲假哺乳期、病假及产婚伤假等）；福利费；劳保费（用品、修理、服装、防寒降温、保健费等）； B、材料费：原材料、辅助材料、构配件、零配件、半成品和有助于
井巷工程刘刚The Gjovik multi-purpose cavern hall in Norway. This huge cavern hall （91×61×25m） was used for winter Olympics in 1994.
第一章岩石的性质及工程分类 井巷工程的最基本工作就是破岩与维护。因此，在这一章主要讲述岩石的一些基本性质，包括岩石的物理性质和力学性质，为破岩与维护的基础知识；另外，围岩的工程分级一直是工程设计的基本依据之一，将在本章的最后进行讲授。本章的重点应是围岩分级。
本章主要参考书
第一节概述 Rock mechanics is the theoretical and applied science of the mechanical behaviour of rock and rock masses; it is that branch of mechanics concerned with the response of rock and rock masses to the force fields of their physical environment. 岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石对其周围物理环境中力场的反应。 US National Committee on Rock Mechanics, 1964
1. 岩块、岩体和岩石
?岩块（Rock）：从地壳岩层中切取出来的小块体，通常是指岩石材料（Rock Materials）。 ?岩体（Rock Mass）：指岩石工程周围较大范围内的自然地质体 岩体= 岩块（岩石材料） + 弱面（层理、节理、断层）Rock mass = Rock material + Rock discontinuities ?岩石：不分岩块与岩体时的泛称。
第九章定向井和水平井钻井技术 第一节定向井井身参数和测斜计算 一．定向井的剖面类型及其应用 定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。 定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。按井斜角的大小范围定向井又可分为： 常规定向井井斜角＜55° 大斜度井井斜角55～85° 水平井井斜角＞85°（有水平延伸段） 二．定向井井身参数
实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。两个测点之间的距离称为测段长度。每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。 1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。 2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。 3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面上，方位角可在0—360°之间变化。 目前，广泛使用的各种磁力测斜仪测得的方位值是以地球磁北方位线为准的，称为磁方位角。磁北方向线与正北方向线之间有一个夹角，称磁偏角，磁偏角有东、西之分，称为东或西磁偏角，真方位的计算式如下： 真方位＝磁方位角十东磁偏角 或真方位＝磁方位角一西磁偏角 公式可概括为“东加西减”四个字。 方位角也有以象限表示的，以南（S）北（N）方向向东（E）西（W）方向的偏斜表示，如N10°E，S20°W。在进行磁方位校正时，必须注意磁偏角在各个象限里是“加上”还是“减去”，如图9－3所示。 4．造斜点：从垂直井段开始倾斜的起点。 5．垂直井深：通过井眼轨迹上某点的水平面到井口的距离。 6．闭合距和闭合方位 （l）闭合距：指水平投影面上测点到井口的距离，通常指靶点或井底的位移，而其他测点的闭合距离可称为水平位移。 （2）闭合方位：指水平投影响图上，从正北方向顺时针转至测点与井口连线之间的夹角。 7．井斜变化率和方位变化率：井斜变化率是指单位长度内的井斜角度变化情况，方位变化率是指单位长度内的方位角变化情况，均以度／100米来表示（也可使用度／30米或度／100英尺等）。 8．方位提前角（或导角）：预计造斜时方位线与靶点方向线之间的夹角。 三．狗腿严重度 狗腿严重是用来测量井眼弯曲程度或变化快慢的参数（以度／100英尺表示）。可用解析法、图解法、查表法、尺算法等来计算狗腿严重度k。 1．第一套公式
定向井和水平井钻井技术 第一节定向井井身参数和测斜计算 一．定向井的剖面类型及其应用 定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。 定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。按井斜角的大小范围定向井又可分为： 常规定向井井斜角＜55° 大斜度井井斜角55～85° 水平井井斜角＞85°（有水平延伸段） 二．定向井井身参数 实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。两个测点之间的距离称为测段长度。每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。 1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。 2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。 3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面上，方位角可在0—360°之间变化。 目前，广泛使用的各种磁力测斜仪测得的方位值是以地球磁北方位线为准的，称为磁方位角。磁北方向线与正北方向线之间有一个夹
角，称磁偏角，磁偏角有东、西之分，称为东或西磁偏角，真方位的计算式如下： 真方位＝磁方位角十东磁偏角或真方位＝磁方位角一西磁偏角公式可概括为“东加西减”四个字。 方位角也有以象限表示的，以南（S）北（N）方向向东（E）西（W）方向的偏斜表示，如N10°E，S20°W。在进行磁方位校正时，必须注意磁偏角在各个象限里是“加上”还是“减去”。 4．造斜点：从垂直井段开始倾斜的起点。 5．垂直井深：通过井眼轨迹上某点的水平面到井口的距离。 6．闭合距和闭合方位 （l）闭合距：指水平投影面上测点到井口的距离，通常指靶点或井底的位移，而其他测点的闭合距离可称为水平位移。 （2）闭合方位：指水平投影响图上，从正北方向顺时针转至测点与井口连线之间的夹角。 7．井斜变化率和方位变化率：井斜变化率是指单位长度内的井斜角度变化情况，方位变化率是指单位长度内的方位角变化情况，均以度／100米来表示（也可使用度／30米或度／100英尺等）。 8．方位提前角（或导角）：预计造斜时方位线与靶点方向线之间的夹角。 三．狗腿严重度 狗腿严重是用来测量井眼弯曲程度或变化快慢的参数（以度／100英尺表示）。可用解析法、图解法、查表法、尺算法等来计算狗
定向井、水平井基本术语 1、井深：指井口（转盘面）至测点的井眼实际长度，人们常称为斜深。国外称为测量深度（Measure Depth）。 2、测深：测点的井深，是以测量装置（Angle Unit）的中点所在井深为准。 3、井斜角：该测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角（见图 1.2）。?井斜角常以希腊字母α表示，单位为度。 4、井斜方位角：是指以正比方位线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度（见图1.3）。?井斜方位角常以希腊字母Φ表示，单位为度。实际应用过程中常常简称为方位角。 图1.1磁偏角示意图 5、磁方位角：磁力测斜仪测得的井斜方位角是以地球磁北方位线为准的，称 磁方位角。 6、磁偏角：磁北方位线与真北方位线并不重合，两者之间有一个夹角，这个夹角称为磁偏角。磁偏角又有东磁偏和西磁偏角之分，当磁北方位线在正北方位线以东时，称为东偏角；当磁北方位线在正北方位线以西时称为西偏磁偏角。?进行磁偏角校正时按以下公式计算：00
真方位角＝磁方位角＋东偏磁偏角 真方位角＝磁方位角－西偏磁偏角 7）井斜变化率：是指井斜角随井深变化的快慢程度，常以Kα表示，?精确 的讲井斜变化率是井斜角度（α）对井深（L?）的一阶导数。 dα Kα＝─── dL 井斜变化率的单位常以每100米度表示。 8）井深方位变化率：实际应用中简称方位变化率，?是指井斜方位角随井深 变化的快慢程度，常用KΦ表示。计算公式如下： dΦ ＫΦ＝─── dL 井斜方位变化率的单位常以每100米度进行表示。 9）全角变化率（狗腿严重或井眼曲率）：从井眼内的一个点到另一个点，井眼前进方向变化的角度(两点处井眼前进方向线之间的夹角），该角度既反映了井斜角度的变化又反映了方位角度的变化，通常称为全角变化值。?两点间的全角变化值γ相对与两点间井眼长度ΔL变化的快慢及为全角变化率。用化式表达如 下： γ Ｋ＝─── ΔL 实际钻井中，井眼曲率的计算方法：目前计算井眼曲率的方法有很多。有公式法、查表法、图解法、查图法和尺算法五种。后四种办法皆来源于公式法。计算井眼曲率的公式计有三套： 第一套公式：对于一个测点：K＝SQR（Kα2＋KΦ2sin2α） 对于一个测段：K＝SQR（(Δα/ΔL)2＋(ΔΦ/ΔL)2SIN2αc）
水平井概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）T ．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期，美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的，但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10，654米； 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于1997年在英国北海的Rytch Farm 油田钻成的M11井，水平位移高达1，0114米。 垂深水平位移比最高的是Statoil 公司钻成的的33/9—C2达到了1:3.14； 丛式井口数最多，海上平台：96口；人工岛：170口； 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井，其中磨三井总井深1685米，垂直井深表遗憾350米，水平位移444.2米，最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术；80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF128井，井深达到7000米，垂深和位移之比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井，水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，该丛式井平台共有钻定向井42口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分支井（多底井） 国外定向井发展简况 （表一）