鉆探工藝教案第7章 鉆孔彎曲

第七章鉆孔彎曲第一節(jié)概述為了探明地下礦產(chǎn)資源而施工的每一個(gè)鉆孔，都必須按地質(zhì)設(shè)計(jì)的要求，準(zhǔn)確地鉆到預(yù)計(jì)的空間位置或礦體部位。但是，在鉆孔施工過程中，由于種種原因，經(jīng)常會(huì)使鉆孔軸線偏離既定的空間位置，發(fā)生程度不同的鉆孔彎曲。鉆孔彎曲是鉆探質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)之一。因此，了解鉆孔彎曲情況，分析彎曲原因，找出彎曲規(guī)律，采取一切措施防止鉆孔彎曲或?qū)@孔彎曲控制在一定范圍內(nèi)是鉆探工作的一項(xiàng)艱巨任務(wù)。鉆孔的空間位置鉆孔軸線在空間的位置稱為鉆孔軌跡。鉆孔軌跡可能是直線、曲線或直線和曲線混合。直線分垂直線、傾斜線和水平線；曲線分平面曲線和空間曲線。在地質(zhì)勘探中，常設(shè)計(jì)直線型和平面曲線型孔。（一）直線型鉆孔為了研究鉆孔的空間位置。一般采用三維空間坐標(biāo)系。坐標(biāo)系的原點(diǎn)代表孔口，x軸代表南北方向，y軸代表東西方向，z軸代表鉛直方向。對(duì)于直線型鉆孔來說，鉆孔的孔口坐標(biāo)，開孔頂角和方位角三者就完全決定了鉆孔軌跡（見REF_Ref182797811\h圖71）。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s11直線型鉆孔軌跡圖孔口位置即開孔點(diǎn)，通常由地形測(cè)量或礦山測(cè)量確定。頂角θ是鉆孔軸線與鉛垂線之間的夾角。它的余角（90°-θ）稱為鉆孔傾角。當(dāng)θ＝0°時(shí)，鉆孔為垂直孔；θ＝90°時(shí)，鉆孔為水平孔；0°<θ<90°時(shí)，鉆孔為傾斜孔。方位角α是鉆孔軸線的水平投影與正北方向之間的夾角。從正北方向起按順時(shí)針方向計(jì)算。用羅盤測(cè)量鉆孔方位角時(shí)，測(cè)得的數(shù)值為磁方位角，應(yīng)該加入鉆孔所在地的磁偏角修正值，換算成真方位角（即地址方位角）。方位角變化范圍為0～360°。測(cè)斜的孔深是指孔口到測(cè)點(diǎn)鉆孔軸線的長(zhǎng)度。在直線型鉆孔情況下，鉆孔軸線上任一點(diǎn)的坐標(biāo)按下式計(jì)算，（STYLEREF\s17-SEQ公式標(biāo)簽\*ARABIC\s11）zA＝z0＋LAcosθ式中：x0，y0，z0—孔口坐標(biāo)；xA，yA，zA—鉆孔軸線上點(diǎn)A的坐標(biāo)；θ—開孔頂角；α—開孔方位角；LA—孔口至測(cè)點(diǎn)以鉆孔軸線的長(zhǎng)度。在勘探礦床時(shí)，通常鉆孔沿勘探線布置，勘探線的方位角與鉆孔開孔方位角一致，這時(shí)鉆孔軌跡的水平投影與勘探線相吻合，而孔身的剖面就代表鉆孔的真實(shí)位置。（二）曲線型鉆孔對(duì)于曲線型鉆孔來說，鉆孔軌跡上的每一點(diǎn)可能具有不同頂角和方位角。在這種情況下，鉆孔軌跡上任一點(diǎn)的頂角應(yīng)理解為該點(diǎn)鉆孔軸線的切線與鉛垂線的夾角；而方位角則是該點(diǎn)鉆孔軸線切線的水平投影與正北方向的夾角，見REF_Ref182798384\h圖72。如果鉆孔軌跡只有頂角變化，而無方位角變化，則這樣的鉆孔軌跡是垂直平面內(nèi)的曲線。頂角變化亦稱為頂角彎曲。頂角增大時(shí)，稱頂角上漂；頂角減小時(shí)，稱頂角下垂。在這種情況下鉆孔軌跡的水平投影是一直線，而它的剖面是一曲線。這種曲線可能擬合為單一的圓弧、拋物線或其它曲線；也可能擬合為不同直徑的圓弧或其它曲線組成的復(fù)雜曲線。如果鉆孔軌跡既有頂角變化，又有方位角變化，則這樣的鉆孔軌跡既可能是空間曲線，也可能是傾斜平面內(nèi)的曲線。方位角變化稱為方位彎曲。方位角增大時(shí)，方位彎曲為正值；方位角減小時(shí)，方位彎曲為負(fù)值。在這種情況下，鉆孔軌跡的水平投影和孔身剖面都是曲線。如果只有方位角變化，而無頂角變化，則鉆孔軌跡呈螺旋狀，為一空間曲線。對(duì)于曲線型鉆孔，鉆孔軌跡上每一點(diǎn)坐標(biāo)可按曲線形狀具體計(jì)算。為了方便起見，在生產(chǎn)實(shí)踐中有時(shí)把曲線化為折線。用均角全距法進(jìn)行計(jì)算。REF_Ref182798422\h圖73。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s12曲線型鉆孔軌跡圖圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s13曲線型鉆孔軌跡坐標(biāo)按折線計(jì)算圖（STYLEREF\s17-SEQ公式標(biāo)簽\*ARABIC2）式中：x0，y0，z0—孔口坐標(biāo)，m；l—測(cè)點(diǎn)間距，m；θi—測(cè)點(diǎn)的頂角（°）；αi—測(cè)點(diǎn)的方位角（°）；i—測(cè)點(diǎn)編號(hào)；n—測(cè)點(diǎn)數(shù)。（三）鉆孔軌跡彎曲程度為了說明曲線型鉆孔軌跡的彎曲程度，采用彎曲強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱彎強(qiáng)）的概念。單位孔身長(zhǎng)度的頂角變化，稱為頂角彎強(qiáng)。單位孔身長(zhǎng)度的方位角變化，稱為方位角彎強(qiáng)。彎強(qiáng)與數(shù)學(xué)上曲率的概念等同。前者的單位是（°）/m；后者的單位是rad/m。頂角彎強(qiáng)用iθ表示。若某一孔段頂角變化均勻，則有：（°）/m（STYLEREF\s17-SEQ公式標(biāo)簽\*ARABIC3）式中：△θ——相鄰兩測(cè)點(diǎn)頂角的增量，（°）；△L——相鄰兩測(cè)點(diǎn)的孔身長(zhǎng)度，m。方位角彎強(qiáng)用iα表示。若某一孔段方位角變化均勻。則有：（°）/m（STYLEREF\s17-SEQ公式標(biāo)簽\*ARABIC4）式中：△α——相鄰兩測(cè)點(diǎn)方位角的增量，（0）；△L——相鄰兩測(cè)點(diǎn)的孔身長(zhǎng)度，m。如果把既有頂角變化、又有方位角變化的鉆孔軌跡看成是鉆進(jìn)速度向量變化的軌跡，則在某一孔段這種向量的變化，反映了鉆孔軸線的全彎曲角。全彎曲角用下式計(jì)算。見REF_Ref182804467\h圖74：（STYLEREF\s17-SEQ公式標(biāo)簽\*ARABIC5）式中：γ—相鄰兩測(cè)點(diǎn)之間的全彎曲角；μ1，γ1，λ1—上測(cè)點(diǎn)A鉆進(jìn)速度方向分別與X，Y，Z軸方向之間夾角的余弦；μ2，γ2，λ2—下測(cè)點(diǎn)B鉆進(jìn)速度方向分別與X，Y，Z軸方向之間夾角的余弦。由式7-1知：；（STYLEREF\s17-SEQ公式標(biāo)簽\*ARABIC6）式中：θ1，α1—上測(cè)點(diǎn)A的頂角和方位角，（°）；θ2，α2—下測(cè)點(diǎn)B的頂角和方位角，（°）。將7-6代入7-5，就得到：而，所以有：（STYLEREF\s17-SEQ公式標(biāo)簽\*ARABIC7）（°）（STYLEREF\s17-SEQ公式標(biāo)簽\*ARABIC8）經(jīng)過變換和整理7-7式可以寫成：式中：△θ1、△α—分別為上、下兩測(cè)點(diǎn)的頂角差值和方位角差值，（°）。亦即：（°）（STYLEREF\s17-SEQ公式標(biāo)簽\*ARABIC9）鉆孔軌跡的全彎強(qiáng)是單位孔身長(zhǎng)度的全身變化量，即：（°）/m（STYLEREF\s17-SEQ公式標(biāo)簽\*ARABIC10）式中：γ—相鄰兩測(cè)點(diǎn)全彎曲角，（°）；△L—相鄰兩測(cè)點(diǎn)的孔身長(zhǎng)度，m。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s14曲線型鉆孔某段全彎曲角和全彎強(qiáng)計(jì)算圖例如，有一鉆孔的軌跡為空間曲線，上測(cè)點(diǎn)的頂角θ1＝5°，方位角α1＝30°；下測(cè)點(diǎn)頂角θ2＝8°，方位角α2＝41°。兩測(cè)點(diǎn)同孔身長(zhǎng)度△L=25m鉆孔軌跡彎強(qiáng)與曲率的關(guān)系為：（STYLEREF\s17-SEQ公式標(biāo)簽\*ARABIC11）式中：i—彎強(qiáng)，（°）/m；K—曲率，rad/m；R—曲率半徑，m。曲線鉆孔各點(diǎn)的切線與鉛垂線所組成的垂直平面稱為終點(diǎn)平面。因此，垂直孔沒有終點(diǎn)平面；傾斜直線孔，只有一個(gè)終點(diǎn)平面，該平面與鉆孔方位一致；當(dāng)鉆孔只發(fā)生頂角彎曲，而無方位角彎曲時(shí)，也只有一個(gè)終點(diǎn)平面；當(dāng)鉆孔發(fā)生方位角彎曲時(shí)，在鉆孔不同點(diǎn)終點(diǎn)平面有自己的方向，這一方向與開孔方位角不同。（四）鉆孔彎曲度在施工過程中，凡是鉆孔實(shí)際軸線偏離了設(shè)計(jì)的鉆孔軸線（包括頂角和方位），都叫做鉆孔彎曲。簡(jiǎn)稱為孔斜。鉆孔彎曲度，就是實(shí)際鉆孔軸線偏離設(shè)計(jì)鉆孔軸線的度數(shù)或程度。它是衡量鉆探質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。在施工過程中，對(duì)各種類型的鉆孔軸心線允許偏離的范圍是根據(jù)各項(xiàng)工程的性質(zhì)與要求確定的。地質(zhì)巖心鉆探操作規(guī)程規(guī)定：鉆孔頂角的最大允許彎曲度，在每100m間距內(nèi)，直孔不得超過2°，斜孔不得超過3°，隨著鉆孔的加深可以遞增計(jì)算。鉆孔方位角的最大允許偏離度，應(yīng)根據(jù)鉆孔的深度和礦床的類型等情況而定。如勘探煤礦的鉆孔，其方位角的偏離規(guī)定為：不超過設(shè)計(jì)方位20°的為甲級(jí)鉆孔，不超過30°的為乙級(jí)鉆孔。目前，有的隊(duì)也以見礦點(diǎn)不超過勘探網(wǎng)距±1/3～±1/4鉆孔彎曲的影響鉆孔彎曲度若超過了地質(zhì)設(shè)計(jì)的要求，不僅給鉆進(jìn)工作帶來很多困難，重要的是對(duì)地質(zhì)勘探成果造成嚴(yán)重的危害。（一）在地質(zhì)工作方面。鉆孔過度彎曲不僅會(huì)降低取心質(zhì)量，而且不能穿過預(yù)定的見礦點(diǎn)，或者從設(shè)計(jì)的勘探線偏到另一條勘探線，從而得不到符合客觀實(shí)際的地質(zhì)資料，造成地質(zhì)情況失真，影響對(duì)礦床的合理評(píng)價(jià)，也給礦山開采設(shè)計(jì)帶來錯(cuò)誤。例如REF_Ref182804484\h圖75所示的情況。（1）鉆孔彎曲不能按設(shè)計(jì)要求穿過預(yù)定的構(gòu)造帶（未發(fā)現(xiàn)斷層）時(shí)。會(huì)使地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)和位置被歪曲，如REF_Ref182804484\h圖75a所示。（2）鉆孔彎曲使控礦的間距減小或增加時(shí)，會(huì)造成礦產(chǎn)儲(chǔ)量計(jì)算失真。REF_Ref182804484\h圖75b為控礦間距減小，就會(huì)減少可計(jì)算的礦產(chǎn)儲(chǔ)量；圖7-5c右為控礦間距增大，會(huì)使儲(chǔ)量級(jí)別降低。（3）鉆孔彎曲未見到礦時(shí)，會(huì)使預(yù)計(jì)要見到的礦層被打漏掉。如REF_Ref182804484\h圖75c所示。（4）鉆孔順層跑，與礦體平行鉆進(jìn)時(shí)，就不能穿透礦體，歪曲礦體厚度，如REF_Ref182804484\h圖75d所示。（5）相鄰兩個(gè)鉆孔，若相向彎曲時(shí)，可能把小礦體歪曲成大礦體。如REF_Ref182804484\h圖75e所示。（二）在鉆探工作方面圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s15鉆孔彎曲對(duì)地質(zhì)成果的影響情況（1）鉆孔彎曲過大，鉆具回轉(zhuǎn)阻力增大，造成鉆具在孔內(nèi)回轉(zhuǎn)困難。（2）鉆孔彎曲過大，容易引起鉆具折斷，同時(shí)升降鉆具、起下套管也很困難。（3）因鉆具的一部分緊貼孔壁，難于確定合理的真實(shí)的孔底鉆壓，壓力損失大，不僅增大了動(dòng)力消耗，而且金剛石鉆進(jìn)開不出高轉(zhuǎn)速。（4）彎曲嚴(yán)重的孔段，如巖（礦）層破碎不完整，受鉆具的強(qiáng)烈敲擊。極易引起孔壁坍塌、掉塊，從而造成卡、埋鉆事故。（5）在彎曲的鉆孔中發(fā)生孔內(nèi)事故不易處理，往往使孔內(nèi)事故更加復(fù)雜化。（6）因鉆孔彎曲而達(dá)不到地質(zhì)設(shè)計(jì)要求，就必須糾斜，從而增加工作量，影響施工進(jìn)度。綜上所述，鉆孔彎曲既影響鉆探施工的速度，又關(guān)系到礦產(chǎn)儲(chǔ)量計(jì)算、礦體空間位置和巖層構(gòu)造的準(zhǔn)確性，因此，在鉆探工作中必須根據(jù)引起鉆孔彎曲的原因，積極預(yù)防鉆孔彎曲，并按規(guī)定要求及時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量鉆孔彎曲度，掌握鉆進(jìn)中孔身的空間位置，如果鉆孔偏斜的方向和角度超過地質(zhì)設(shè)計(jì)要求，就應(yīng)采取措施進(jìn)行矯正，將鉆孔彎曲度控制在允許范圖內(nèi)。第二節(jié)鉆孔彎曲的原因鉆孔之所以發(fā)生彎曲，是粗徑鉆具在回轉(zhuǎn)碎巖過程中偏離設(shè)計(jì)鉆孔軸線方向而引起的。一般促使粗徑鉆具偏斜的因素有二：一是鉆頭底面受到偏斜力矩或粗徑鉆具受到與設(shè)計(jì)鉆孔軸線不一致的斜向力；二是孔壁對(duì)粗徑鉆具導(dǎo)向不夠或粗徑鉆具剛性差。造成粗徑鉆具的偏斜條件主要有：巖層的巖性及產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造以及某些特殊地層等；鉆探設(shè)備的質(zhì)量及安裝、開孔鉆進(jìn)以及粗徑鈷具結(jié)構(gòu)尺寸等；鉆進(jìn)方法、鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)及操作技術(shù)等。因此，產(chǎn)生鉆孔彎曲的原因可以簡(jiǎn)單歸納為：地質(zhì)構(gòu)造、施工技術(shù)和鉆進(jìn)工藝三個(gè)方面。一、地質(zhì)構(gòu)造方面的原因由于鉆進(jìn)不同的地層以及巖層的產(chǎn)狀不規(guī)則，軟硬不均或松散無膠結(jié)或膠結(jié)差的破碎帶、礫石層、斷層、溶洞等地質(zhì)條件的因素是造成鉆孔彎曲的重要原因之一。1.各向異性的巖層對(duì)有層理和片理構(gòu)造的巖石。當(dāng)外力垂直其層面或平行其片理作用時(shí)，它們表現(xiàn)的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)是不一致的，稱為巖石的各向異性。在層理和片理構(gòu)造的巖石中鉆進(jìn)。由于層狀巖石的各向異性，鉆頭朝著鉆進(jìn)阻力最小的垂直于層面方向偏斜。因此，鉆孔的頂角和方位角都趨向垂直巖層層面方向彎曲。異向性越強(qiáng)的巖石，鉆孔彎曲的程度越大。一般來說，火成巖體巖石的各向異性不明顯，鉆孔彎曲程度小些；變質(zhì)巖類（如片麻巖）和層理發(fā)育的沉積巖（如片巖、頁巖等）的各向異性強(qiáng)，鉆孔彎曲程度也大。目前，衡量巖石各向異性的指標(biāo)尚未統(tǒng)一。REF_Ref182805244\h表71所列，是按照可鉆性、壓人硬度、夾層特點(diǎn)將巖石分類，作為按孔斜彎曲程度劃分的巖石分類。對(duì)I類巖石，孔底鉆速差最大，故對(duì)鉆具產(chǎn)生多種偏斜力，使孔斜率的變化最大。對(duì)Ⅱ類巖石，孔底存在鉆速差，孔斜率有所增大，但變化較平穩(wěn)。對(duì)Ⅲ類巖石，由于成分均一，各向異性不明顯，故孔斜率小。若遇偶然情況，如局部裂隙帶，硬夾層，礫石層等，會(huì)引起孔斜率增大，但穿過上述層位之后，鉆孔方向又趨穩(wěn)定。表STYLEREF1\s7SEQ表\*ARABIC\s11孔斜彎曲程度劃分的巖石分類巖石分類巖石成分均質(zhì)巖石物理力學(xué)性質(zhì)不同巖性的夾層各向異性各向異性系數(shù)換層程度夾層硬度差按可鉆性按硬度壓入硬度9.8×106Pa可鉆性等級(jí)Ⅰ成分極不均勻，變化大強(qiáng)各向異性（片理等）1～0.51.25～2.0頻繁（層厚數(shù)毫米至數(shù)厘米）200～5002～6級(jí)之差Ⅱ成分不均勻各向異性1～0.81.06～1.25中等（層厚幾米至教十米）50～2001～2級(jí)之差Ⅲ成分均勻弱各向異性或均質(zhì)的1～0.951～1.05少量（層厚至數(shù)百米）0～50小于1級(jí)之差鉆孔彎曲規(guī)律如下：（1）鉆孔頂角的變化鉆進(jìn)直孔或斜孔，當(dāng)遇層角α為銳角時(shí)，鉆孔一般趨向于與巖層層面或?qū)永砻嫦啻怪钡姆较驈澢?，如REF_Ref182804552\h圖76所示。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s16鉆孔頂角變化圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s17鉆孔方位角變化1-設(shè)計(jì)鉆孔軸線；2-理論鉆孔軸線：2′-實(shí)際鉆孔軸線（2）鉆孔方位角的變化當(dāng)鉆孔軸線與巖層走向交角較大時(shí)，鉆孔方位角逐漸趨向于垂直巖層走向偏斜，如REF_Ref182804568\h圖77所示。其中，遇層角（鉆孔軸線與巖層走向線之間小于90°的夾角）γ在鉆孔軸線左側(cè)時(shí)，向左偏斜；γ在鉆孔軸線右側(cè)時(shí)，向右偏斜；γ等于90°時(shí)，鉆孔方位角不易偏斜。此外，方位角偏斜程度與鉆具旋轉(zhuǎn)方向有關(guān)：當(dāng)鉆具順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，γ在鉆孔軸線右側(cè)比它在左側(cè)時(shí)的偏斜程度更大。2.傾斜的軟硬不均的交錯(cuò)巖層鉆孔穿過傾斜的軟硬互層時(shí)，因軟硬巖石抵抗破碎的能力不同，使孔底產(chǎn)生不均勻破碎，造成鉆速差，引起鉆孔頂角及方位角的變化。鉆孔偏斜的方向和頂角變化率，取決于鉆孔軸線與巖層面的夾角（遇層角）和軟硬巖石的硬度差，差值越大，鉆孔彎曲率越大。鉆孔彎曲規(guī)律如下：（1）鉆孔頂角的變化由軟巖層向硬巖層鉆進(jìn)：如REF_Ref182804606\h圖78所示，頂角的變化隨遇層角δ的大小及軟硬巖層的硬度差而有不同。當(dāng)遇層角δ小于15°，且互層的軟硬相差較大時(shí)，鉆孔則沿硬巖層上盤彎曲，俗稱“順層跑”（a）；當(dāng)遇層角δ大于30°時(shí)，鉆孔將向與硬巖層層面相垂直的方向彎曲，俗稱“頂層進(jìn)”（b）。當(dāng)遇層角δ在15°～30°之間時(shí)，鉆孔彎曲一般沒有規(guī)律，可能沿巖層接觸面彎曲，也可能沿相反方向彎曲。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s18鉆孔由軟至硬巖時(shí)的彎曲情況（a）δ<15°；（b）δ<30°由硬巖層向軟巖層鉆進(jìn)：如REF_Ref182804620\h圖79所示。當(dāng)遇層角艿為銳角時(shí)，鉆孔頂角向硬巖層慣向彎曲，若遇層角越大，且軟硬巖層接觸面的傾角越大，則彎曲程度也越大。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s19鉆孔由硬至軟巖彎曲情況鉆進(jìn)軟硬互層，由硬巖層再進(jìn)人軟巖層，當(dāng)后兩巖層的硬度差小，且硬巖的厚度較大。鉆孔頂角不再彎曲。仍是頂層進(jìn)；當(dāng)后兩巖層的硬度差大。硬巖層厚度較小。鉆孔頂角也可能向下彎曲。如REF_Ref182804632\h圖710所示。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s110鉆孔穿過軟硬互層的彎曲情況(2)鉆孔方位角的變化有兩種情況：由軟巖層向硬巖層鉆進(jìn)：由于鉆頭順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，硬巖界面阻力A大于軟巖界面阻力B，見REF_Ref182804648\h圖711（a）。鉆頭圍繞A點(diǎn)產(chǎn)生附加力矩M促使鉆頭發(fā)生偏斜；同時(shí)鉆頭受到水平力R（P2-P1）的作用也使其偏斜。加之，粗徑鉆具位于軟巖層中易擴(kuò)大孔壁。因此，鉆孔的方位角，沿巖層走向往右偏斜（順巖層傾斜方向看）。由硬巖層向軟巖層鉆進(jìn)：由于鉆頭順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，硬巖層界面B點(diǎn)阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于A點(diǎn)阻力。見REF_Ref182804648\h圖711（b）鉆頭圍繞B點(diǎn)產(chǎn)生附加力矩M促使鉆頭偏斜，同樣鉆頭受到水平力R（P2-P1）也使之發(fā)生偏斜。但粗徑鉆具處于硬巖層中而偏斜程度有所減小。因此總的趨勢(shì)是：鉆孔的方位角向后，并沿巖層走向往左偏斜（順巖層傾斜方向看）。3.地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜和自然破碎的地層在這類地層鉆進(jìn)，鉆孔也會(huì)發(fā)生頂角和方位角的變化。（1）在松散的流砂層或破碎層鉆進(jìn)斜孔時(shí)，因其具有流散性，故在鉆具的自重作用下，鉆孔極易下垂。（2）遇大溶洞時(shí)，斜孔鉆進(jìn)由于重力作用，鉆孔頂角會(huì)急劇縮小而向下彎曲，直孔鉆進(jìn)由于孔底不規(guī)則，粗徑鉆具也易偏離鉆孔軸線而發(fā)生彎曲。（3）鉆進(jìn)中，遇到大的裂隙或斷層，其方向和角度又與鉆孔的方向和角度相近似時(shí)，鉆孔會(huì)沿裂隙或斷層的方向和傾角發(fā)生彎曲。（4）在松散的地層中遇到大的礫石、卵石等堅(jiān)硬的包裹體時(shí)，鉆孔會(huì)沿其斜面彎曲。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s111鉆孔方位角的變化P1-軟巖層中旋轉(zhuǎn)阻力；P2-硬巖層中旋轉(zhuǎn)阻力二、施工技術(shù)工藝方面的原因1.設(shè)備性能及安裝鉆機(jī)陳舊或性能不良，不能保證粗徑鉆具的一定方向和角度時(shí)，就會(huì)發(fā)生鉆孔彎曲。如鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)給進(jìn)部件導(dǎo)向性能差，立軸導(dǎo)管松曠，立軸箱固定不牢，油壓鉆機(jī)滑道松曠等。鉆機(jī)沒有水平地安裝在固定的基礎(chǔ)上或地基填方多，不堅(jiān)固，使得基臺(tái)枕受力不均，造成鉆機(jī)傾斜；塔上滑車、鉆機(jī)立軸和鉆孔沒在同一軸線上；鉆機(jī)立軸（或轉(zhuǎn)盤）沒有準(zhǔn)確地固定在既定的傾角和方位上，這些都會(huì)導(dǎo)致鉆孔的嚴(yán)重彎曲。如REF_Ref182804679\h圖712所示。原設(shè)計(jì)鉆孔為直孔。其軸線為OO1，孔深為L(zhǎng)1，在安裝時(shí)，若立軸偏斜θ角，則R=L1tgθ，R為偏離原孔底（O1點(diǎn)）的半徑O1A1，θ角越大，L1越長(zhǎng)，則R值越大。2.開孔換徑鉆孔在開孔時(shí)，使用的鉆具同心度差；隨著鉆孔的延深而沒及時(shí)加長(zhǎng)粗徑鉆具；在下定向管時(shí)，它與鉆孔不同心，上下固定不牢而曠動(dòng)，不起導(dǎo)向作用也會(huì)引起鉆孔彎曲。換徑或擴(kuò)孔時(shí)，沒有使用導(dǎo)向鉆具，或?qū)蜚@具太短等都容易造成鉆孔彎曲。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s112鉆機(jī)立軸偏離設(shè)計(jì)的鉆孔軸線3.鉆進(jìn)方法及鉆進(jìn)工藝技術(shù)鉆進(jìn)方法不同時(shí)，孔徑與鉆具（主要是粗徑鉆具）之間的間隙也不相同，而兩者之間的間隙，是造成鉆具在孔內(nèi)偏斜的重要條件。如REF_Ref182804699\h圖713所示，間隙越大，則鉆具軸心線與鉆孔軸心線的夾角愈大，鉆具偏斜也越嚴(yán)重。其關(guān)系如下；式中：f一孔徑與粗徑鉆具外徑之差（即孔壁間隙的二倍）；L—粗徑鉆具長(zhǎng)度。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s113鉆具在孔內(nèi)偏斜示意圖一般來說，鉆進(jìn)擴(kuò)孔現(xiàn)象為：硬質(zhì)合金鉆進(jìn)鉆孔直徑為鉆頭直徑的為1.1～1.3倍；金剛石鉆進(jìn)的孔壁間隙最小，在7～8級(jí)巖石中，間隙為1.0～3.0mm，11～12級(jí)巖石中，僅為0.2～0上述可見，硬合金鉆進(jìn)比金剛石鉆進(jìn)可能引起的鉆孔彎曲度大。但是，鉆孔的彎曲與粗徑鉆具的剛度有密切的關(guān)系。小口徑金剛石粗徑鉆具剛度相對(duì)還是比較小，因而對(duì)易孔斜地層。小口徑金剛石鉆進(jìn)的孔斜率也會(huì)增大。不視地質(zhì)和設(shè)備條件而盲目采用強(qiáng)力鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)，貪圖進(jìn)尺，也會(huì)促使鉆孔彎曲率增大。如鉆壓過大，鉆桿彎曲嚴(yán)重，迫使粗徑鉆具上端靠向孔壁，使粗徑鉆具軸線偏離原孔軸線；過高的轉(zhuǎn)速，會(huì)使鉆具離心力增大，從而加劇了鉆具的橫向振動(dòng)，擴(kuò)大了孔璧；鉆進(jìn)松軟地層時(shí)，沖洗液量過大，沖刷孔壁嚴(yán)重，使孔壁間隙急劇增大，所有這些不恰當(dāng)?shù)你@進(jìn)技術(shù)參數(shù)都會(huì)增大鉆孔的彎曲率。此外，在處理孔內(nèi)事故時(shí)，由于技術(shù)措施和操作不當(dāng)，也可能造成孔斜。鉆具結(jié)構(gòu)方面1.鉆具的級(jí)配鉆具在孔底工作時(shí)，當(dāng)鉆壓增加到臨界值時(shí)，鉆桿柱就失去直線穩(wěn)定的形狀而發(fā)生彎曲，且與孔壁有接觸點(diǎn)，稱為切點(diǎn)，當(dāng)鉆桿柱在鉆孔中處于彎曲狀態(tài)時(shí)，則鉆具不再保持原始孔軸線方向，而對(duì)孔壁產(chǎn)生側(cè)壓力作用，因而在鉆進(jìn)中就會(huì)發(fā)生鉆孔彎曲。當(dāng)鉆具級(jí)配不合理，鉆孔與鉆桿柱的間隙比差增大時(shí)，鉆桿柱的撓度增大，彎曲鉆桿柱對(duì)孔壁的側(cè)壓力也愈大，鉆孔彎曲率也就越大。2.鉆具的剛性鉆具在孔底鉆進(jìn)，主要是靠粗徑鉆具在孔內(nèi)導(dǎo)正。一般來說，粗徑鉆具剛性愈好，在孔內(nèi)導(dǎo)正愈好，鉆具軸線與鉆孔軸線愈接近，則孔斜率愈??；如果粗徑鉆具剛性差，而作用力超過極限時(shí)，則鉆具發(fā)生彎曲。此時(shí)鉆具與鉆孔二軸線形成夾角（軸偏角），于是鉆頭偏斜鉆進(jìn)而造成鉆孔彎曲。因此，粗徑鉆具的剛性愈差，其彎曲越嚴(yán)重，則軸偏角越大，鉆孔彎曲也就越嚴(yán)重。3.粗徑鉆具長(zhǎng)度如前述，根據(jù)以下公式可以看出：當(dāng)間隙一定時(shí)，增加粗徑鉆具長(zhǎng)度L，則軸偏角θ迅速減小，孔斜率也會(huì)減小。但是，當(dāng)L增加到一定程度后，再增加L，則θ減小很少。因此，粗徑鉆具長(zhǎng)度有一合理的長(zhǎng)度值。4.粗徑鉆具質(zhì)量粗徑鉆具質(zhì)量差，如：不圓、不同心，鉆進(jìn)時(shí)鉆頭工作不穩(wěn)定，易擴(kuò)大孔壁而造成鉆孔彎曲。第三節(jié)鉆孔彎曲的測(cè)量在鉆孔施工中，通過對(duì)鉆孔彎曲的測(cè)量（即測(cè)斜），取得頂角和方位角數(shù)據(jù)?？梢赃_(dá)到以下三個(gè)目的：（1）及時(shí)了解施工鉆孔在地下孔間的延伸趨勢(shì)，以便及早防斜和糾斜，使鉆孔彎曲度控制在允許范圍以內(nèi)。（2）掌握已施工的鉆孔軸線在地下空間的座標(biāo)位置，以及摸清鉆孔彎曲規(guī)律，設(shè)計(jì)施工定向鉆孔。（3）控制鉆孔穿礦部位的座標(biāo)位置，以便計(jì)算礦產(chǎn)儲(chǔ)量和進(jìn)行礦山開采設(shè)計(jì)。在鉆進(jìn)過程中，必須按規(guī)定的測(cè)點(diǎn)間距及時(shí)測(cè)量鉆孔彎曲度，不應(yīng)只在終孔后對(duì)各測(cè)點(diǎn)一起連續(xù)測(cè)量，一般要求直孔每50m測(cè)一點(diǎn)，斜孔每25孔深、頂角和方位角三個(gè)測(cè)斜參效要齊全、對(duì)應(yīng)，測(cè)斜記錄要正確、完全，必要時(shí)應(yīng)選用精確的作圖方法，按測(cè)點(diǎn)畫圖以指導(dǎo)防斜、治斜等工作。為了得到完全切合實(shí)際的鉆孔資料，必須隨時(shí)掌握與控制鉆孔空間位置的變化，以便預(yù)防和糾正鉆孔的偏斜。應(yīng)按要求及時(shí)進(jìn)行鉆孔頂角和方位角的測(cè)量工作。測(cè)量鉆孔頂角和方位角的儀器稱為測(cè)斜儀。隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)和使用的測(cè)斜儀種類較多且各有特點(diǎn)。一、JXY一2型測(cè)斜儀JXY一2型測(cè)斜儀適用于非磁性礦區(qū)直徑大于80mm（一）儀器的主要技術(shù)性能（1）頂角θ測(cè)量范圍：0°～60°。頂角θ測(cè)量誤差：在0°～30°之間不大于±1°。在30°～60°之間不大于±2°。（2）方位角α測(cè)量范圍：0°～360°；方位角測(cè)量誤差：不大于±4°（在θ≥4°時(shí)）。（3）最大承受液壓；7×105Pa。（4）定時(shí)鐘最大工作時(shí)間：110min，最小為10min。（5）儀器尺寸：外徑75mm,全長(zhǎng)1990mm，總重：（二）儀器作用原理該儀器利用重錘原理測(cè)量頂角，利用磁針指北原理測(cè)量方位角，在被測(cè)點(diǎn)依靠定時(shí)鐘鎖卡裝置達(dá)到測(cè)量目的。（三）儀器結(jié)構(gòu)儀器的主體是由測(cè)量系組成。如REF_Ref182804872\h圖714所示。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s114JXY一2型測(cè)斜儀結(jié)構(gòu)圖1-上軸；2-定時(shí)挺針；3-下軸；4-定位齒條；5-傾斜角刻度盤；6-框架；7-里套筒；8-重錘；9-膠木蓋；10-羅盤盒蓋；11-磁針；12-定時(shí)旋紐；13-保護(hù)筒；14-水平軸承；15-軸承座；16-埋頭螺釘；17-軸承；18-羅盤盒底；19-定位座；20-防震橡皮墊；21-鋼珠全部測(cè)量機(jī)構(gòu)都安裝在框架6上，在框架上承板開有一孔，作軸套用。在框架的下部裝有下軸3，當(dāng)框架裝入里套簡(jiǎn)（儀器殼）7時(shí)，安裝在里套筒上面的上軸1正好插入上承板的孔內(nèi)，作為框板的上支承點(diǎn)，而下軸插在軸承座15的軸承17（型號(hào)為D23）內(nèi)，并依靠裝在埋頭螺釘16上的2mm鋼珠21在框架的一邊裝有鉛制重錘8，當(dāng)測(cè)量系傾斜時(shí)，由于重錘的偏心作用，使框架平面始終與傾斜面垂直，在框架上部裝有一羅盤，羅盤由羅盤盒蓋10和羅盤盒底18組成，在羅盤盒中間磁針軸上裝有一磁針11，磁針涂紅白二色，紅色指北，白色指南，以指北紅指針作為讀數(shù)依據(jù)，可以在羅盤刻度盤上讀出被測(cè)點(diǎn)的方位角，羅盤度數(shù)分有180格，每格2度。整個(gè)羅盤盒由水平軸承14支承，使羅盤在儀器傾斜時(shí)，在重錘的作用下始終保持在水平位置。在羅盤下面連接著傾斜角刻度器5，它既起重錘作用，使羅盤保持水平，又可根據(jù)刻度器上所列的刻度，通過定位座19上的標(biāo)線，讀出被測(cè)點(diǎn)的頂角?？蚣艿南虏垦b有機(jī)械定時(shí)鐘12。在定時(shí)鐘的背面裝有凸輪，凸輪受定時(shí)鐘控制，當(dāng)鐘走到一定位置，凸輪就推動(dòng)杠桿，杠桿抬高定時(shí)挺針2和定位齒條4，使磁針和傾斜角刻度器都處于鎖緊狀態(tài)，儀器即可讀數(shù)。此時(shí)定時(shí)鐘因儀器鎖緊而停止走動(dòng)，定時(shí)鐘正面的旋鈕盤12的刻度指示正好回到零。定時(shí)鐘旋鈕盤刻度指示一格為5min，最大指示為110min，至少開動(dòng)10min，定時(shí)鐘才能啟動(dòng)。整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)放在保護(hù)筒13內(nèi)，上下放有防震橡皮墊20，用膠木蓋9固定。儀器外套銅管保護(hù)測(cè)量?jī)x器主體在密封狀況下工作。如REF_Ref182804914\h圖715所示，外套銅管由上管3和下管10組成，中間用上連接頭4連接，裝有測(cè)量系的二套保護(hù)筒可放人下管中，保護(hù)筒的上下放有防震橡皮，用螺帽5壓緊，使測(cè)量系在銅管內(nèi)不會(huì)跳動(dòng)。銅管的密封可采用牛皮密封圈或O型橡皮圈。上管是作為伸長(zhǎng)管用，使儀器的傾斜與鉆孔的傾斜更加接近，提高測(cè)量正確性。在上管的頂端開有一橫孔，供提引儀器下孔之用。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s115外套銅管1-上體；2-墊片；3-上管；4-上接頭；5-圓螺帽；6-下接頭；7-皮碗；8-下管（2）：9-下體；10-下管（1）（四）儀器的使用和維護(hù)保養(yǎng)1.儀器校驗(yàn)為保護(hù)測(cè)孔的正確性，測(cè)孔前，必須對(duì)儀器進(jìn)行校對(duì)。校驗(yàn)可在JJG-1型校驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。（1）將框架放置在里套簡(jiǎn)內(nèi)，注意上軸要正好插入框架上承板孔內(nèi)，然后慢慢旋進(jìn)軸承座，裝好后，撥動(dòng)框架，應(yīng)能非常靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）開啟定時(shí)鐘10～15min，磁針和羅盤下弧形重塊應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察其到達(dá)鎖卡時(shí)，旋鈕上時(shí)間刻度是否恢復(fù)指示到“0”線，鎖卡的時(shí)間是否與刻度指示相符含，以便掌握其超前和滯后鎖卡的時(shí)間。鎖緊后輕拍測(cè)斜儀器主體，磁針和弧形重塊應(yīng)沒有擺動(dòng)位移等情況。（3）在開放定時(shí)鐘后，將測(cè)斜儀器主體放置在校驗(yàn)臺(tái)上，將校驗(yàn)臺(tái)頂角放在4～60°的范圍內(nèi)，測(cè)量若干點(diǎn)，證明儀器頂角和方位角讀數(shù)與校驗(yàn)臺(tái)讀數(shù)間的誤差符合儀器精度要求。否則。應(yīng)修理后方能使用。2.鉆孔測(cè)量（1）到達(dá)鉆孔現(xiàn)場(chǎng)后，首先安裝好絞車，把吊懸儀器的鋼絲繩與儀器提引孔連接牢。（2）估計(jì)定時(shí)鐘開放時(shí)間：根據(jù)儀器安裝所需時(shí)間，儀器下孔到達(dá)被測(cè)點(diǎn)的時(shí)間和儀器在被測(cè)點(diǎn)的穩(wěn)定時(shí)間等時(shí)間總和，作為儀器的定時(shí)時(shí)間，然后將定時(shí)旋鈕轉(zhuǎn)到定時(shí)時(shí)間的刻度上，將啟動(dòng)儀器的時(shí)間和鎖卡定時(shí)時(shí)間分別記錄下來。（3）定時(shí)鐘開啟后，按照裝置順序?qū)x器裝人外套銅管內(nèi)，隨即將其下人孔內(nèi)欲測(cè)點(diǎn)。在下降過程中不要太快，避免沖擊。待鎖卡時(shí)間過后，提升儀器出孔，并取出測(cè)量系，分別記下二個(gè)測(cè)量系測(cè)出的頂角和方位角，取其平均值，作為該測(cè)點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果。如果有一個(gè)測(cè)量系發(fā)生故障，則以另一個(gè)測(cè)量系的數(shù)據(jù)為測(cè)量結(jié)果；如果二個(gè)測(cè)量系都有故障，或者二個(gè)測(cè)量系的數(shù)據(jù)有明顯差別又找不出原困時(shí)，均應(yīng)重新測(cè)量。（4）儀器讀數(shù)經(jīng)過驗(yàn)證與記錄無誤時(shí)，才能再一次開放定時(shí)裝置使儀器處于自由狀態(tài)，再進(jìn)行下次的測(cè)量。3.儀器的維護(hù)保養(yǎng)（1）儀器測(cè)孔完畢后，應(yīng)將外套管揩刷干凈，測(cè)量?jī)x器主體安放在木箱內(nèi)，防止塵砂侵人。（2）若儀器下孔后發(fā)生漏水現(xiàn)象，儀器主體已浸水，應(yīng)由專業(yè)人員拆開清洗后才能再使用。（3）儀器殼上滾珠軸承應(yīng)經(jīng)常涂以防銹脂，其它如定時(shí)鐘、頂尖軸承等活動(dòng)部分亦應(yīng)經(jīng)常清洗并加鐘表油保持潤(rùn)滑。（4）儀器不用或運(yùn)輸移動(dòng)時(shí)，應(yīng)使儀器處于鎖卡狀態(tài)，否則各軸尖部分會(huì)因受震動(dòng)而造成磨損。（5）儀器應(yīng)貯存在沒有強(qiáng)力磁場(chǎng)和比較干燥的地方。（6）儀器附有必要的易損件備品，發(fā)現(xiàn)易損件損壞，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換。二、JJX-3型測(cè)斜儀JJX-3型測(cè)斜儀是根據(jù)磁針、懸錘和非電量電測(cè)原理進(jìn)行測(cè)量工作的。即把非電量（頂角、方位角）的變化轉(zhuǎn)換成電量（電位）的變化。再把電量轉(zhuǎn)換成非電量（地面刻度盤角度），在地表直接讀數(shù)。這種儀器下孔一次，可進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，效率高，適于全孔測(cè)量，因此是目前最常用的多點(diǎn)測(cè)斜儀器。（一）儀器的主要技術(shù)性能（1）頂角θ測(cè)量范圍：0°～50°。頂角θ測(cè)量誤差：不大于±30′。（2）方位角α測(cè)量范圍：4°～356°。方位角α測(cè)量誤差：在頂角2°～50°范圍內(nèi)為±4°。（3）下孔儀器直徑：不大于65mm（4）下孔儀器允許承受最大液壓：5×107Pa。（5）下孔儀器允許最高工作溫度：373K；地面操作面板的工作溫度：293～323K。（6）電源：直流90V。（二）儀器工作原理如REF_Ref182804940\h圖716所示。它的測(cè)量系統(tǒng)全部安裝在一只輕合金套管內(nèi)，且由上下頂軸2、3支承，故能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，但其重心相對(duì)軸線呈偏心狀態(tài)。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s116JJX一3型測(cè)斜儀工作原理1-回轉(zhuǎn)框架；2，3-上、下頂尖軸承；4-頂角重錘；5-接觸片；6-頂角電阻；7-重錘軸；8-磁針帶接觸片；9一方位電阻；10-短路線圈；12-重錘方位測(cè)量系統(tǒng)由磁針8、環(huán)狀電阻盤9和接觸片組成。磁針與接觸片固定的線相接，在自由狀態(tài)時(shí)，能在電阻盤中間的頂針上靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。在鎖緊時(shí)，磁針與接觸片同時(shí)下移，接觸片使環(huán)狀電阻部分短路。方位角大小不同時(shí)，方位電阻短路的多少不同，故測(cè)定方位電阻的變化，就可相應(yīng)的確定鉆孔的方位角。頂角測(cè)量系統(tǒng)由弧形繞線電阻6，接觸片5和重錘4組成。在自由狀態(tài)時(shí)，接觸片和重錘圍繞其水平軸擺動(dòng)；鎖緊時(shí)，接觸片接觸弧形繞線電阻，使其部分短路，故測(cè)量頂角電阻的變化，就可相應(yīng)的確定鉆孔頂角。（三）儀器的結(jié)構(gòu)儀器包括下孔儀器和地而測(cè)量面板兩部分。1.下孔儀器如REF_Ref182804958\h圖717所示。它主要是由外套銅管，電磁吸鐵，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，測(cè)量系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和測(cè)量系統(tǒng)都裝在一只鋁合金內(nèi)套管11上。整個(gè)內(nèi)套管裝在外套銅管1的下部，用頂針12、上軸承13、下頂針2、下軸承14支承著，能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。吸鐵線圈4裝在外套銅管的上端電磁鐵套5內(nèi)。三芯電源線由外套銅管引出，紅色為測(cè)量線，白色為電磁鐵線，黑色為公用外殼線。吸鐵線圈內(nèi)有磁鐵芯6一根，鐵芯上連有壓桿7，壓桿下端用螺帽8與壓板9固定，壓板兩邊又焊有60mm長(zhǎng)的導(dǎo)桿10圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s117JJX一3型孔內(nèi)儀器結(jié)構(gòu)圖1-外套鋼管；2-下頂葉；3-防震彈簧；4-吸鐵線圈5-電磁鐵套；6-磁鐵芯；7-壓桿；8-螺帽9-壓板；10-導(dǎo)桿；11-內(nèi)套管；12-上頂針；13-上軸承；14-下軸承；15-活動(dòng)壓板；16-活動(dòng)柱；17-活動(dòng)柱座；18-活動(dòng)撐牙；19-棘輪；20-拉線柱；21-制動(dòng)塊拉簧；22-方位電阻；23-接觸片；24-磁鋼；25-小頂針；26-方位重錘；27-鎖緊桿；28-水平頂針軸；29-頂角電阻架；30-頂角量桿；31-頂角重錘；32-水平軸；33-頂角系控制機(jī)構(gòu)；34-偏重塊；35-O型橡膠圈；36一悶頭；37一線繞電阻；38-撐牙拉簧；39-制動(dòng)塊；40-彈簧；41-頂角拉線；42-方位拉線；43-方位角系控制機(jī)構(gòu)；44-錒皮；45-調(diào)節(jié)螺；46-方位頂針桿；47-固定螺帽；48-吊絲；49-頂角水平軸螺釘；50-下軸套（五）儀器的使用1.儀器校驗(yàn)儀器下孔測(cè)量前，應(yīng)檢查儀器的工作狀態(tài)是否正常，精度是否符合要求等。檢驗(yàn)可在JJG一1型校驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。（1）先將JJG一1型校驗(yàn)臺(tái)校驗(yàn)水平，用羅盤定好向，使校驗(yàn)臺(tái)的方位零刻度對(duì)準(zhǔn)磁北方向，然后將下孔儀器夾在校驗(yàn)臺(tái)夾具中，此時(shí)，應(yīng)將校驗(yàn)臺(tái)調(diào)整到水平位置。（2）接好電源，測(cè)量面板和下孔儀器的導(dǎo)線，如下孔儀器引出的三根線辨別不出極性時(shí)，可用萬用表一端接儀器外殼，另一端接一根線，若電阻為零，則為外殼公用線，若電阻為300Ω，則為吸鐵線；若電阻為800～3500Ω，則為測(cè)量線。（3）檢查電源，按下電源檢查按鈕，當(dāng)毫安表的指針指在表盤的兩個(gè)紅線間，則表明電源正常。否則應(yīng)增加電源電壓，使指針在兩個(gè)紅線間。（4）檢查儀器工作狀態(tài)：按下狀態(tài)轉(zhuǎn)換按鈕，儀器的四個(gè)工作狀態(tài)的變化與測(cè)量面板中的狀態(tài)指示表（毫安表）所指示的情況應(yīng)如REF_Ref182805497\h表72所列。（5）檢驗(yàn)紅線：按狀態(tài)轉(zhuǎn)換按鈕，使孔下儀器處于自由狀態(tài)4后，再按下方位按鈕，轉(zhuǎn)動(dòng)度盤旋鈕使刻度盤上的紅線與有機(jī)玻璃板上的紅線重合，此時(shí)檢流計(jì)的指針應(yīng)指零，否則應(yīng)調(diào)節(jié)電纜補(bǔ)償電阻使指針指零。表STYLEREF1\s7SEQ表\*ARABIC\s12儀器工作狀態(tài)順序方位狀態(tài)頂角狀態(tài)狀態(tài)指示1234鎖緊自由自由自由自由自由鎖緊自由電流小，表針在中線左側(cè)電流最小，表針在中線最左側(cè)電流大，表針在中線右側(cè)電流最小，表針在中線最左側(cè)（6）校驗(yàn)頂角精度：將校驗(yàn)臺(tái)頂角板在2～50°范圍內(nèi)的任意角度，測(cè)量?jī)x器頂角讀數(shù)，此時(shí)，兩者讀數(shù)應(yīng)一致，其誤差不大于±30′。（7）校驗(yàn)方位角精度：在校驗(yàn)?zāi)骋豁斀堑耐瑫r(shí)，使儀器成任意一方位，測(cè)量?jī)x器的方位角，此時(shí)，面板刻度盤上的方位角讀數(shù)應(yīng)與校驗(yàn)臺(tái)上方位角讀數(shù)一致，其誤差不能大于±4°。在測(cè)最時(shí)，儀器從自由狀態(tài)到鎖緊狀態(tài)應(yīng)有12s以上的穩(wěn)定時(shí)間，否則由于測(cè)量系統(tǒng)在不穩(wěn)定的狀態(tài)下工作，會(huì)帶來一定的測(cè)量誤差。（8）頂角、方位角精度重復(fù)校驗(yàn)：經(jīng)過上述校驗(yàn)后，應(yīng)將孔下儀器在校驗(yàn)臺(tái)夾具中轉(zhuǎn)換成90°、180°、270°三個(gè)面，分別按上述操作步驟重復(fù)校驗(yàn)頂角和方位角，所測(cè)得的結(jié)果應(yīng)與原測(cè)結(jié)果一致，其誤差應(yīng)在允許范圍以內(nèi)。校驗(yàn)完畢時(shí)，將孔下儀器轉(zhuǎn)向50°頂角，180°的方位角處于方位鎖緊狀態(tài)。如果在沒有校驗(yàn)臺(tái)的情況下，也可用經(jīng)緯儀或地質(zhì)羅盤進(jìn)行粗略的方位檢驗(yàn)，用量角器進(jìn)行粗略的頂角檢驗(yàn)，觀察儀器的工作狀態(tài)是否正常。2.鉆孔測(cè)量（1）測(cè)量前的準(zhǔn)備工作鉆孔測(cè)量前，應(yīng)對(duì)三芯電纜和下孔儀器連接后絕緣密封、拉力等情況進(jìn)行細(xì)致檢查。三芯電纜絕緣應(yīng)大于20MΩ，拉力應(yīng)不小于600做好上述準(zhǔn)備工作后，按照前述的儀器校驗(yàn)方法，檢查電源、校驗(yàn)紅線、儀器工作狀態(tài)，如果一切正常，即可將儀器下入孔內(nèi)測(cè)量。測(cè)量程序測(cè)量時(shí)，應(yīng)將儀器慢速下入孔內(nèi)最下一個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)完此點(diǎn)后，再向上提升，逐點(diǎn)測(cè)量，測(cè)點(diǎn)間距根據(jù)各個(gè)鉆孔要求而定，一般為25m儀器停放在某一測(cè)點(diǎn)后，操作測(cè)量面板，接通電源，校驗(yàn)紅線，再按狀態(tài)轉(zhuǎn)換按鈕，先測(cè)該點(diǎn)頂角讀數(shù)，如頂角小于2°時(shí)，則不測(cè)量方位角，可提升儀器測(cè)上一測(cè)點(diǎn)；當(dāng)頂角大于2°時(shí)，則應(yīng)按狀態(tài)轉(zhuǎn)換按鈕，測(cè)最其方位角。為驗(yàn)證測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性，每一測(cè)點(diǎn)應(yīng)重復(fù)測(cè)量?jī)纱危鋽?shù)據(jù)應(yīng)基本一致，不應(yīng)超過規(guī)定的誤差范圍，然后取其平均值。鉆孔測(cè)量完畢后，應(yīng)將儀器處于方位鎖緊狀態(tài)，以免在運(yùn)輸途中受到損壞。三、JTL－50型陀螺測(cè)斜儀JTL一50型陀螺測(cè)斜儀適用于強(qiáng)磁異常礦區(qū)或已經(jīng)下套管的，孔徑不小于56mm（一）儀器的主要技術(shù)性能1.測(cè)量范圍：頂角0～50°；方位角0～360°。2.測(cè)量精度：頂角誤差±30′；方位角誤差±6°（頂角≥3°時(shí)）。3.方位漂移：平均每小時(shí)不大于12°。4.儀器最大測(cè)量深度：1000m5.儀器使用單相交流50Hz，220V±10％電源，整機(jī)耗用功率約75W。6.環(huán)境溫度：一10℃～±457.儀器用抗拉斷力不少于3000N的三芯電纜（電纜內(nèi)阻不應(yīng)大于40Ω）。（二）儀器的工作原理陀螺測(cè)斜儀的頂角測(cè)量是利用懸錘原理。當(dāng)儀器發(fā)生傾斜時(shí)，由于測(cè)量系的偏心重錘作用，懸錘轉(zhuǎn)動(dòng)平面永遠(yuǎn)處在傾斜面上，頂角的度數(shù)即能依據(jù)懸錘偏離儀器軸線所成的角度來表示。方位角的測(cè)量，主要利用一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的三自由度陀螺電機(jī)的良好定軸性來定向的。如REF_Ref182804977\h圖718所示。高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子1（即高速陀螺馬達(dá)）放在方位框架的支架上，這就是三自由度陀螺儀。陀螺儀的轉(zhuǎn)子通過軸承支承在內(nèi)環(huán)2，內(nèi)環(huán)2通過軸承支架在外環(huán)3上，外環(huán)又用軸承支承在基座（外管）上，其Ⅱ軸垂直于Ⅲ軸和I軸，三個(gè)軸彼此互相垂直，并相交于O點(diǎn)，O點(diǎn)也恰好是陀螺的重心。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s118陀螺儀原理示意圖1-高速轉(zhuǎn)子；2-內(nèi)環(huán)；3-外環(huán)高速旋轉(zhuǎn)的三自由度陀螺的轉(zhuǎn)子軸，在軸承無摩擦的情況下，它的空間的方向保持不變。這個(gè)特性就稱作陀螺儀的定軸性。無論外管在孔內(nèi)怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子軸在空間的方向始終保持不變。三自由度陀螺儀的另一個(gè)特性，是它在力矩作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。首先，當(dāng)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，把一重物（如鉛塊等）掛放在內(nèi)環(huán)2的任何一端，對(duì)內(nèi)環(huán)就要產(chǎn)生一個(gè)力矩，在這個(gè)力矩作用下，內(nèi)環(huán)將向掛重物的一端傾倒，但是，當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)（20～30×103rpm）時(shí)，加在內(nèi)環(huán)邊上的重物，不使內(nèi)環(huán)傾倒，而是使整個(gè)陀螺儀繞外環(huán)軸（Ⅰ軸）轉(zhuǎn)動(dòng)，這種在陀螺儀的內(nèi)環(huán)軸（Ⅱ軸）上加力矩之后，陀螺儀將繞外環(huán)軸（I軸）轉(zhuǎn)動(dòng)，或者在外環(huán)軸I上加力矩后，陀螺儀繞內(nèi)環(huán)軸Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)特性就稱陀螺的進(jìn)動(dòng)性。由于陀螺儀的I軸和Ⅱ軸上存在干擾力矩（如摩擦力矩、靜不平衡力矩等），將使陀螺轉(zhuǎn)子繞I軸和Ⅱ軸進(jìn)動(dòng)，以致使轉(zhuǎn)子軸I不能保持它的空間方向不變。這個(gè)現(xiàn)象就稱為陀螺的漂移。如果漂移發(fā)生在外環(huán)軸I上，就會(huì)造成I軸方位改變，而出現(xiàn)方位角測(cè)量誤差，但因Ⅱ軸上的干擾力矩比I軸的力矩要小，故可做到使I軸的漂移控制在允許的范圍內(nèi)，如果漂移發(fā)生在Ⅱ軸（為了區(qū)分，把它稱為進(jìn)動(dòng)）就會(huì)造成陀螺房發(fā)生抬頭或低頭。少齡的抬頭或低頭并不影響定向方位，如果過高，即陀螺與外框架3相碰時(shí)，就會(huì)完全失去陀螺定軸性，從而破壞了陀螺的原定方向，為了防止陀螺進(jìn)動(dòng)，可設(shè)置一套水平修正裝置，其主要作用能抵消干擾力矩對(duì)外框架的影響，用反方向的機(jī)械力矩保持內(nèi)環(huán)成水平，即Ⅲ軸成水平。陀螺測(cè)斜儀中用的是一個(gè)“方位陀螺儀”，它能自動(dòng)消除因地球自轉(zhuǎn)所引起的方位誤差，但不具有自動(dòng)導(dǎo)北能力，故不同于一個(gè)磁針羅盤。儀器的測(cè)量，是基于電位補(bǔ)償原理，測(cè)量信號(hào)是由三芯電纜傳至地面。（三）儀器的測(cè)量程序1.儀器的聯(lián)接圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s119儀器聯(lián)接示意圖1-電源插頭；2-晶體管變流器；3-測(cè)量面板；4-穩(wěn)壓器電源；5-電纜絞車；6-瞄準(zhǔn)器；7-井下儀器；8-三角架REF_Ref182805006\h圖719是整套儀器的聯(lián)接示意圖。其中1是穩(wěn)壓器的電源插頭，電源是220V50Hz交流電。從變流器面板接出的插頭分兩股線：一股至穩(wěn)壓器面板插頭，為輸入24V直流；另一股至測(cè)量面板插頭，為輸出三相400Hz交流。測(cè)量面板有另一股接入穩(wěn)壓器插頭，為輸入24V直流。測(cè)量面板上的插頭為輸出三相，它通過電纜絞車6及電纜，接通孔下儀器。儀器配套出廠時(shí)，均附有特別接線，采用多種不相同的接插件。所以一般不會(huì)發(fā)生接插錯(cuò)誤。要注意的是從測(cè)量面板插頭輸出的三相線，通過電纜絞車接入下孔儀器時(shí)，不可將A、B、C三相接錯(cuò)。應(yīng)該根據(jù)三相線及下孔儀器的A、B、C或1、2、3核對(duì)接通，如果接錯(cuò)，不僅測(cè)量無法進(jìn)行，還會(huì)使陀螺逆轉(zhuǎn)，鎖緊及修正等工作失常，甚至?xí)p壞機(jī)件，所以必須仔細(xì)檢查，防止錯(cuò)接。2.求測(cè)參考電壓第一次使用本儀器以及每換用一種新電纜時(shí)，由于各種電纜的感抗、阻抗、容抗的不同，必須校準(zhǔn)一次變流器的參考電壓VBC，以保證孔下儀器在正常電壓下工作。參考電壓VBC是指在陀螺電機(jī)上的電壓為36V時(shí)，地面變流器的電壓表上的電壓值。變流器參考電壓VBC的求測(cè)方法與步驟如下：（1）將整套儀器各部分連接起來，把退去外管的孔下儀器夾在JJG-1型校驗(yàn)臺(tái)上，通過電纜接通相應(yīng)的A、B、C三相。儀器頂部的集流環(huán)是中心接A。中環(huán)接B，外環(huán)接C（它們與電容器接通，因此可用線夾直接夾在電容上）。（2）接通穩(wěn)壓器，調(diào)節(jié)24V細(xì)調(diào)，使之輸出電壓在21-24V范圍內(nèi)。（3）接通交流，把“啟動(dòng)”—“正?！遍_關(guān)撥在“啟動(dòng)”檔，此時(shí)變流器給孔下儀器供電，陀螺電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察陀螺電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，正常情況是逆時(shí)針方向（從導(dǎo)線引出端看），多數(shù)電機(jī)刻有運(yùn)轉(zhuǎn)方向箭頭。如果方向反了，說明A、B、C三相接錯(cuò)，應(yīng)立即斷電檢查，如方向無誤則調(diào)節(jié)“輸出匹配器”調(diào)在輸出電壓最高的檔上（一般在6檔），幾分鐘后，變流器的三相電壓漸漸上升，電流則在逐漸下降，電機(jī)速度在迅速加快。（4）用萬用表測(cè)量陀螺電機(jī)的三相電壓，當(dāng)電壓接近36V時(shí)，將開關(guān)由“啟動(dòng)”換至“正?！?。此時(shí)可能因放大器輸出部分衰減，電壓將少許下降，但“啟動(dòng)”尚未完畢，稍待幾分鐘后，電壓仍將回升。如果電壓上升并超過36V時(shí)，則可以調(diào)節(jié)“24V細(xì)調(diào)”，使輸入電壓減，保證陀螺電機(jī)上的電壓穩(wěn)定在36V左右（三相電壓相差1～2V是允許的）。當(dāng)電壓不再上升，電流在0.4～0.6A范圍內(nèi)時(shí)，即可以認(rèn)為已啟動(dòng)完畢，此時(shí)，變流器電壓表上的讀數(shù)V3.下孔前的準(zhǔn)備工作（1）定向把儀器各部件按前述正確地接好，將三角架放在離鉆孔很近的地方（必須牢固可靠，防止移動(dòng)）。再把儀器放在三腳架上，使它有頂角10°的傾斜，扣上定向瞄準(zhǔn)器，使瞄準(zhǔn)器邊側(cè)的一條刻線與儀器母線對(duì)準(zhǔn)。在三腳架前約10～20m地方，前后立兩根標(biāo)桿，使它與儀器瞄準(zhǔn)器成為三點(diǎn)一線（此時(shí)瞄準(zhǔn)水泡必須居中），用袖珍羅盤或經(jīng)緯儀測(cè)出標(biāo)桿的方位角，這個(gè)方位角度數(shù)就是儀器的定向方位。（2）啟動(dòng)檢查接線無誤后，接上電源，打開穩(wěn)壓器開關(guān)B，此時(shí)指針應(yīng)有20～24V的直流電壓。打開變流器開關(guān)A，儀器就開始啟動(dòng)，此時(shí)交流器面板應(yīng)該有一定的電壓和電流，穩(wěn)壓器的直流電流亦上升到約2.2A左右，起初變流器面板指示電壓較低，2、3分鐘后，電壓逐漸上升，一般陀螺電機(jī)從啟動(dòng)到全速運(yùn)轉(zhuǎn)約需5min左右，這時(shí)如果變流器面板上的電壓指示超過參考電壓值，可調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源面板上輸出微調(diào)，改變變流器工作，使之三相電壓輸出符合“參考電壓值”。在測(cè)量面板上，將旋鈕2撥至“（3）調(diào)零如REF_Ref182805054\h圖720，從測(cè)量面板接地插孔引一根導(dǎo)線至三腳架上，接通“自由”“鎖緊”控制電路，把狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)11撥到“鎖緊”位置，此時(shí)狀態(tài)指示電表10的指針應(yīng)指在紅色小格內(nèi)，說明儀器是處于“鎖緊狀態(tài)”。為證實(shí)是否鎖住，可將開關(guān)11撥回“自由”處，數(shù)秒鐘后再撥至“鎖緊”，這時(shí)狀態(tài)指針應(yīng)退至紅線，片刻之后再次躍入紅格，說明下孔儀器發(fā)出的是正確的“鎖緊”信號(hào)。儀器鎖緊后，把旋紐撥到“方位”位置，此時(shí)檢流計(jì)6開始偏轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)“方位”平衡電位器，使檢流計(jì)指針指零，此時(shí)面板讀數(shù)把它校正為羅盤測(cè)得的定向方位數(shù)。圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s120測(cè)量面板布置圖1-頂角度盤；2-開關(guān)；3-毫安表；4-輸入插座；5-調(diào)節(jié)電位器；6-微安表；7-鎖緊狀態(tài)電流調(diào)節(jié)；8-輸出插座；9-方位調(diào)節(jié)電位器；10-工作狀態(tài)指示器；11-工作類型；12-方位度盤；13-調(diào)節(jié)撥柱；14-接地插孔測(cè)好方位后，把狀態(tài)開關(guān)撥到“自由”位置，狀態(tài)指示電表10的指針應(yīng)指在綠色短線處。若不在綠色短線處可微調(diào)旋鈕7。從“鎖緊”到“自由”約需3min時(shí)間，儀器到達(dá)完全“自由”的信號(hào)是指針跳入綠色小格內(nèi)，這表明陀螺框架已屬“自由”狀態(tài)，接著將狀態(tài)開關(guān)再撥到“方位”上，觀察檢流計(jì)是否因開框架而偏動(dòng)。如果有微小偏動(dòng)，則應(yīng)重新校正讀數(shù)，偏動(dòng)過多時(shí)應(yīng)重新定向或檢修儀器。4.下孔測(cè)量測(cè)孔準(zhǔn)備工作完畢后，取下瞄準(zhǔn)器，準(zhǔn)備下孔。下孔時(shí)應(yīng)將下孔儀器搬離三腳架，此時(shí)應(yīng)防止三腳架移動(dòng)，若三腳架發(fā)生移動(dòng)，測(cè)完后就無法復(fù)測(cè)漂移值。儀器在“自由”狀態(tài)下從三腳架上搬離下孔或由口口搬回三腳架上時(shí)，都必須使儀器盡量直立，不允許有很大傾斜，否則，就會(huì)把定向的狀態(tài)破壞掉，甚至?xí)p壞儀器。儀器下孔后，記下下孔時(shí)間，接著進(jìn)行鉆孔的全測(cè)。測(cè)量中，應(yīng)在每個(gè)測(cè)點(diǎn)記下測(cè)量時(shí)間，先測(cè)頂角，后測(cè)方位角。凡頂角在3～50°范圍內(nèi)，測(cè)得的方位角度數(shù)是有效的。一般是下降和上提儀器都要測(cè)量，在同一測(cè)點(diǎn)上重復(fù)測(cè)量?jī)纱?，?jì)算后取平均值。測(cè)孔結(jié)束后，將儀器提出孔口，放回三腳架上，擰上瞄準(zhǔn)器，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)桿與下孔前定向的同一位置上，測(cè)出方位角讀數(shù)，一般與原定向方位比較會(huì)有幾度誤差，此差值即是陀螺的漂移，記下時(shí)間和漂移值。將測(cè)量面板狀態(tài)開關(guān)撥到“鎖緊”位置，把儀器鎖緊后，關(guān)掉變流器、穩(wěn)壓器，切斷電源，將儀器擦干凈，待電機(jī)停轉(zhuǎn)后裝入避震木箱。（四）測(cè)量數(shù)據(jù)的整理1.資料的記錄現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量用記錄表如REF_Ref182805291\h表73所示，將整個(gè)測(cè)量工作有關(guān)數(shù)據(jù)記錄下來，測(cè)完后再進(jìn)行整理。表STYLEREF1\s7SEQ表\*ARABIC\s13陀螺測(cè)斜儀測(cè)斜記錄╳╳╳局╳╳隊(duì)ZK孔回次開始時(shí)間h：min回次終了時(shí)間h：min回次延續(xù)時(shí)間h：min定向頂角（0）定向真方位定向磁方位回次漂移（±）平均漂移（±）備注開始終了開始終了下降測(cè)上提測(cè)孔深m測(cè)量時(shí)間頂角讀數(shù)儀器讀數(shù)漂移修正終點(diǎn)角框架誤差方位角測(cè)量時(shí)間頂角讀數(shù)儀器讀數(shù)漂移修正終點(diǎn)角框架誤差方位角平均值備注頂角方位角填表說明如下： （1）回次開始時(shí)間：是從下孔儀器調(diào)好零松鎖自由時(shí)開始記錄。（2）回次終了時(shí)間：是回次測(cè)孔結(jié)束后，將儀器放回定向三腳架，復(fù)測(cè)定向方位讀數(shù)為止的時(shí)間。（3）定向頂角：是下孔儀器在定向時(shí)放在三腳架上所測(cè)出的頂角讀數(shù)。（4）定向真方位：開始方位是測(cè)量標(biāo)桿的座落方位，用經(jīng)緯儀測(cè)得。而終了方位是測(cè)孔結(jié)束后復(fù)測(cè)定向方位，從面板上測(cè)出的方位讀數(shù)。（5）定向磁方位：開始方位是用羅盤對(duì)準(zhǔn)標(biāo)桿所測(cè)得的定向方位，而終了方位則和定向真方位的終了方位一樣求得。（6）回次漂移；是指開始定向方位與終了定向方位之差。如漂移為正值，消除時(shí)取負(fù)值，否則相反。（7）平均漂移：回次漂移除以回次延續(xù)時(shí)間就得出平均漂移。（8）終點(diǎn)角：分兩種情況，一是當(dāng)定向方位為零時(shí)，儀器讀數(shù)即為終點(diǎn)角，此時(shí)可不填；二是定向方位不為零時(shí)，要先換算成終點(diǎn)角后再填入表中。（9）框架誤差：應(yīng)進(jìn)行計(jì)算或查表求得。（10）漂移修正：是各測(cè)點(diǎn)的延續(xù)時(shí)間乘平均漂移求得。2.數(shù)據(jù)的整理用陀螺儀測(cè)斜的數(shù)據(jù)有兩種情況需要整理修正，一種是漂移誤差的扣除，另一種是框架誤差的修正。（1）漂移誤差的扣除：如前所述，在陀螺儀Ⅱ軸上如果出現(xiàn)干擾力矩時(shí)，I軸也要進(jìn)動(dòng)，這就是方位漂移，因而出現(xiàn)方位誤差，儀器在出廠時(shí)它的系統(tǒng)漂移值，平均每小時(shí)不大于12°。作為出廠指標(biāo)，實(shí)際漂移值可以根據(jù)每點(diǎn)的測(cè)量時(shí)間累計(jì)扣除。例如：從定向完畢到測(cè)好漂移值共進(jìn)行1h。漂移3°，那么平均每分鐘漂移，如果第一測(cè)點(diǎn)的時(shí)間是5min，那么在第一點(diǎn)的方位角上扣，第二測(cè)點(diǎn)的時(shí)間是1min，第二點(diǎn)上扣……以后各點(diǎn)，依此按累計(jì)時(shí)間扣除。（2）方位角的計(jì)算及框架誤差修正：由于三自由度陀螺儀在外環(huán)傾斜的情況下會(huì)產(chǎn)生框架誤差（所謂框架誤差就是終點(diǎn)角和方位角投影之差），而差值是隨著儀器頂角增大而增大，因此在頂角大于15°的情況下所測(cè)得的方位資料必須扣除框架誤差?？蚣苷`差的關(guān)系式如下：方位角的表達(dá)式如下：式中：α—真方位（測(cè)點(diǎn)方位）角；α0—定向方位角；θ—鉆孔頂角；Φ—儀器終點(diǎn)角（儀器讀數(shù)減去定向方位角）；ΔΦ一框架誤差。誤差的數(shù)值及正負(fù)，是由頂角的大小和所在象限來決定的。其誤差變化曲線見REF_Ref182805074\h圖721框架誤差圖解所示。從REF_Ref182805074\h圖721可以看出：鉆孔頂角小于15°時(shí)，因其誤差甚小，可以忽略不計(jì)；頂角在15°～50°之間的框架誤差可按上式計(jì)算或查表進(jìn)行修正。例：儀器定向方位α0=120°，鉆孔頂角θ＝20°，儀器讀數(shù)為150°。終點(diǎn)角Φ=150°–120°=30°框架誤差ΔΦ＝30°–arctg（tg30°·cos20°）=30°-28°30′=1°30′方位角α=120°+30°–1°30′=148°30'圖STYLEREF1\s7SEQ圖\*ARABIC\s121框架誤差圖解（五）儀器的維護(hù)保養(yǎng)（1）儀器必須保持清潔，陀螺系統(tǒng)特別怕灰塵，除非不得已，孔下儀器盡量不要從外管內(nèi)抽出。三自由度框架軸承內(nèi)如果進(jìn)入塵土，就直接破壞儀器工作，壽命迅速減短，若必須打開孔下儀器時(shí)，應(yīng)在比較潔凈的室內(nèi)進(jìn)行，周圍最好用白紙墊襯，盡量不使塵土揚(yáng)起逸入陀螺房。（2）儀器在操作、貯放或運(yùn)輸過程中，都要注意防震，并必須在“鎖緊”的情況下才允許裝箱運(yùn)輸。運(yùn)輸時(shí)一定要裝入特別避震木箱內(nèi)并固定牢靠。遠(yuǎn)距離汽車運(yùn)輸時(shí)，就盡量置于車廂震動(dòng)幅度最小的地方；如果在孔內(nèi)遇卡，只能輕輕來回提動(dòng)，不