倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法技术

本发明专利技术公开了一种倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法，包括以下步骤：根据钻孔拟纠偏孔段的坐标轴线状态确定纠偏量，计算加工或选择纠偏环；在纠偏器内安装２片所述纠偏环，下入纠偏器和连接导管，测调纠偏环至拟纠方位区间；下入与所述纠偏环内径相适应级的纠偏钻具，并用纠偏钻具钻进，提出纠偏钻具，测量出已纠偏孔段返回的轴线方位量；提出所述纠偏器和连接导管，用导正钻具扩孔，校测纠偏效果并记录，再采用常规方法继续钻进。本发明专利技术的优点是：操作简单、易于掌握、适用性广、无限制条件、可控制、可定量、劳动量较低、成本较低、纠偏成功率较高、纠偏效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水利水电枢纽工程的倒垂孔施工过程中的纠偏，特别是涉及一种倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法。
技术介绍
在水利水电枢纽工程建设中，需要采用在水工建筑物不同部位设计布置钻孔，在钻孔中安装底部固定的倒铅垂线，称倒垂线，通过对钻孔倒垂线进行位移变化精密测量的方法，作为水利水电枢纽水工建筑物变形安全监测的常规手段之一，这种必须具备很高精度垂直度的钻孔称为倒垂孔。当钻孔口径确定时，深度越深的倒垂孔，对成孔垂直度精度要求越高，则造孔难度越大。在倒垂孔造孔钻进过程中，由于地层岩性的变化以及钻进操作、设备条件等各方面因素，往往难以控制和保持钻孔实际轴线不偏离设计轴线，当钻孔实际轴线偏离的发展趋势确定会超出或偏离量已超出钻孔垂直度设计精度要求时，则需要对钻孔采取有效的纠偏技术措施。在高精度深倒垂孔施工中，由于外部客观条件的局限，很难做到一次成孔就满足对钻孔高精度垂直度的设计要求，如果没有可靠和有效的纠偏方法，难以确保倒垂孔造孔过程的顺利进行。倒垂孔施工中对实际轴线已发生偏斜的孔段进行纠偏时，通常采用的纠偏方法有：平面位移、埋设导正器、缩短或加长钻具、封孔、扩孔、变径纠偏等。这些方法虽在一定条件下对钻孔偏斜能够起到作用，取得一定的纠偏效果，但由于存在局限性或限制条件，其效果往往体现出随机性与不确定性，而且这些方法均具有不可控制性和非定量性的缺点，故此实施起来既花费了时间、精力和较大成本，仍无法保证获得高的纠偏成功率或达到每次定位及定量纠偏的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种操作简单、易于掌握、适用性广、无限制条件、可控制、可定量、劳动量较低、成本较低、纠偏成功率较高、纠偏效果好的倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法。本专利技术提供的倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法，包括以下步骤：(1)根据钻孔拟纠偏孔段的坐标轴线状态确定纠偏量，计算加工或选择纠偏环；(2)在纠偏器内安装2片所述纠偏环，下入纠偏器和连接导管，测调纠偏环至拟纠方位区间；(3)下入与所述纠偏环内径相适应级的钻具，并用纠偏钻具钻进，提出纠偏钻具，测量出已纠偏孔段返回的轴线方位量；(4)提出所述纠偏器和连接导管，用导正钻具扩孔，校测纠偏效果并记录，再采用常规方法继续钻进。在上述技术方案中，所述纠偏器主体采用与倒垂孔设计监测预埋管径同级或相应级的DZ40地质钢管制作。在上述技术方案中，所述纠偏器通过自接式丝扣与同径的连接导管相连。在上述技术方案中，所述纠偏器的制作过程是：根据钻孔实际轴线偏离的测斜坐标数据表来确定拟纠偏量，计算及加工相对应的上导正环与下偏心环的安装距离及安装位-->置，将上导正环和下偏心环分别安装于上下定位档板处，并用定位螺栓固定，即制成所述纠偏器。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：1、解决了在倒垂孔施工中常规的纠偏方法中普遍存在的无法定量、随机不可控的缺陷，为高精度垂直度钻孔施工提供了一种纠偏成功率较高又定量可控的钻孔纠偏方法。2、本专利技术采用倒垂孔浮标式测斜器测量纠偏器上下环坐标，通过转动连接导管调整下偏心环的方位方向至拟纠方位区间，保证纠偏钻具实施定向定量纠偏钻进，达到可控制定向定量纠偏目的。本专利技术的纠偏器结构简单，加工容易，可重复使用，安装操作方便，易于掌握，并能做到设计控制可定位、可定量，因而其适用性广，无限制条件。用一套纠偏器具即可解决倒垂孔钻进过程中的纠偏难题，最终达到倒垂孔施工的高质量、高效率、低成本之目的。3、本专利技术优化了倒垂孔施工的工序，常规的倒垂孔开孔，孔径须选择大于倒垂孔设计监测预埋管径数级的施钻管径、随后逐级递减的工艺方案，优化后，常规深度的倒垂孔开孔，孔径只需选择与倒垂孔设计监测预埋管径同径级即可，超深孔一般选择大一级孔径既可。4、由于纠偏器管径采用与倒垂孔设计监测预埋管径同级制作而成，也为实际下入监测预埋管和预测有效管径提供了数据。5、克服了原有常规倒垂孔纠斜方法的随机性、局限性，能够容易、且准确地做到可控制、可定量，充分保证一次达到理想的设计纠偏效果，大大简化了钻孔常规纠偏工艺的难度。附图说明图1为测斜坐标系及象限示意图；图2为本专利技术实施例中纠偏器的结构示意图；图3为图2的俯视图；图4为利用本专利技术对倒垂孔进行纠偏的示意图。图中：1-上连接导管(即自接式丝扣)，2-上导正环，3-定位螺栓，4-上定位板，5-纠偏器主体(外管)，6-下定位板，7-下偏心环，8-偏心距，9-上下环安装间距，10-纠偏钻具。具体实施方式下面结合附图及实施例，分4个部分，对本专利技术作进一步的详细描述。1、测斜以确定是否需要纠偏在倒垂孔的施工中，钻孔随着钻进延深，一般每1～2米用倒垂孔浮标式测斜器进行一次测斜，采用下入孔内的置中器向孔口牵引倒垂线的方法，参见图1所示，以钻孔孔口轴心为测量基点和X、Y坐标系零点，每次测斜可得出相应孔深处实际轴线与坐标零点的偏距，以分为4个象限的X与Y坐标值记录，根据分段连续测斜记录则可得出本段钻孔实际轴线轨迹坐标，当坐标记录表显示钻孔实际轴线偏离的发展趋势较大，或偏离量可能会超出钻孔垂直度设计精度要求时，则需要进行定位纠偏，达到将下部钻孔实际轴线逐渐纠回设-->计轴线精度范围的目的。2、本专利技术实施例中用到的纠偏器参见图2所示，本专利技术实施例中用到的纠偏器包括纠偏器主体(外管)5、上连接导管(即自接式丝扣)1、上导正环2、定位螺栓3、上定位板4、下定位板6和下偏心环7，其中，纠偏器主体5采用外径与设计成孔后钻孔保护管同径的DZ40地质无缝钢管制作，一般选择￠168mm，壁厚￠8～10mm，长度2.5～3m。纠偏器上部采用自接式丝扣1与同径的连接导管相连。根据钻孔实际轴线偏离的测斜坐标数据表来设计本次拟纠偏量，纠偏量即偏心距8，参见图3所示，依据拟纠偏量计算及加工相对应的上导正环2和下偏心环7，选择及计算上下两环的安装距离，参见图4所示，按上下环安装间距9在纠偏器两端分别安装两块上、下定位档板：上定位板4和下定位板6，用于上导正环2与下偏心环7的定位。将上导正环2和下偏心环7分别安装于上定位板4和下定位板6处，并用定位螺栓3固定，即制成本专利技术实施例中用到的纠偏器。此纠偏器结构简单，且可重复使用，每次纠偏只需根据拟纠偏量加工并安装上导正环2和下偏心环7，用一套纠偏器具即可解决倒垂孔钻进过程中的纠偏难题，并能可设计选择定位、可准确定向与定量，次次达到理想纠偏效果。3、本专利技术实施例的具体步骤如下：(以三峡水电站左岸厂房14坝段IP01ZC14号倒垂孔施工时其中一次纠偏操作过程举例进行说明)3.1根据举例孔段测斜数据记录，该孔段坐标轴线偏离的发展趋势较快，须在该孔段采用纠偏器实施纠偏。当确定在这一孔段采取纠偏措施时，首先需设计确定拟纠偏量，计算出安装上导正环2和下偏心环7的间距，并确定偏心环的偏心距8。3.2用倒垂孔浮标式测斜器加密实测钻孔孔底以上3米左右各点的X，Y坐标值，各测点间距以0.3米为宜，计算拟纠偏量和选择偏心环的偏心距Q。三峡水电站左岸厂房14坝段IP01ZC14号倒垂孔测斜记录表-->分析上表中各点偏斜量的增大趋势，选择确定第2至第10两个测点距离作为上导正环2与下偏心环7的安装间距(选定两个点之间的距离一般2.2～2.6米为宜，其两点相对应孔深处则为下入纠偏器后上下两环的孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法，包括以下步骤：（１）根据钻孔拟纠偏孔段的坐标轴线状态确定纠偏量，计算加工或选择纠偏环；（２）在纠偏器内安装２片所述纠偏环，下入纠偏器和连接导管，测调纠偏环至拟纠方位区间；（３）下入与所述纠偏环内径相适应级的纠偏钻具，并用纠偏钻具钻进，提出纠偏钻具，测量出已纠偏孔段返回的轴线方位量；（４）提出所述纠偏器和连接导管，用导正钻具扩孔，校测纠偏效果并记录，再采用常规方法继续钻进。

【技术特征摘要】
1.一种倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法，包括以下步骤：(1)根据钻孔拟纠偏孔段的坐标轴线状态确定纠偏量，计算加工或选择纠偏环；(2)在纠偏器内安装2片所述纠偏环，下入纠偏器和连接导管，测调纠偏环至拟纠方位区间；(3)下入与所述纠偏环内径相适应级的纠偏钻具，并用纠偏钻具钻进，提出纠偏钻具，测量出已纠偏孔段返回的轴线方位量；(4)提出所述纠偏器和连接导管，用导正钻具扩孔，校测纠偏效果并记录，再采用常规方法继续钻进。2.如权利要求1所述的倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法，其特征在于：所述纠偏器主体采用与倒垂孔设计监测预埋管径同级或相应级的DZ40地质钢管制作。3.如权利要求1或2所述的倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：石华国，陈科，周云，李汉桥，高志江，谢远瑜，杨大志，焦新发，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江勘测规划设计研究院，长江三峡勘测研究院有限公司武汉，
类型：发明
国别省市：83[]