受控定向钻孔轨迹设计

该模块主要用于受控定向钻探三维定向钻孔分支孔群组的主干孔与各分支孔轨迹设计及轨迹定向控制参数设计、单个钻孔定向造斜或纠偏时的轨迹定向控制参数设计。模块由主干孔轨迹定向设计、分支孔轨迹定向设计以及轨迹中靶坐标和中靶姿态(中靶顶角、中靶方位角)双目标控制的受控定向钻孔轨迹设计三个子功能模块组成。点击软件系统主界面上 按钮,进入子功能模块选择界面,如图8-16所示。

图8-16 受控定向孔轨迹设计子功能模块界面

(一)主干孔定向设计

点击图8-16子功能模块选择界面上的 按钮,进入并显示定向钻探分支孔群组的主干孔基础数据录入界面,图8-17所示是已录入基础数据后的界面。

图8-17右上部的主干孔基本数据和下部的坐标录入与图8-6的录入方法相同,界面下部造斜强度对话框中的数据可根据钻杆和钻进方法所允许的造斜强度由人为给定。一般情况下,如果钻孔造斜结束后用S95或S75绳索取心钻进,则造斜强度可选为0.2°～0.3°/m,如果采用小直径普通钻杆提钻取心则造斜强度可取0.4°～0.8°/m,钻杆直径越大,造斜强度取值越小。造斜点的选择可根据需要人为给定,一般应选择在中等硬度完整地层,如果靶点距离造斜点的水平偏距较小,可选择在钻孔中下部孔段,反之,则应选择在中上部孔段。如果钻孔是尚未开孔的设计钻孔,主干孔孔斜数据可以是垂直线或斜直线设计数据,如果钻孔是已钻进至一定孔深的钻孔,主干孔可以是实测的孔斜数据。主干孔孔斜数据录入时,如果某点的顶角为0°,则对应点的方位角数据不需录入任何数据。其他功能按钮操作方法同前,数据录入完成后,点击 按钮则可输出三维定向钻孔轨迹设计及造斜控制定向参数,如图8-18所示。

界面上半部分是设计钻孔的孔斜数据和轨迹坐标(绝对坐标和相对孔口的坐标),下半部分左边是录入和选择的基础数据,右半部分是造斜段定向控制参数。点击 按钮,可输出如图8-8所示的钻孔轨迹平面图,点击 按钮,弹出保存对话框界面如图8-19所示,选择保存路径,输入要保存的文件名,可将计算结果以文件保存在软件数据文件中(此结果文件还可用来绘制动态三维图)。点击 按钮,还可将设计结果数据保存到Excel文件中,如果需要将设计钻孔的坐标转换为其他坐标系的坐标,在旋转坐标轴数据框中输入所需旋转的任意角度,然后点击 按钮,即可完成坐标轴的旋转。点击 按钮,可关闭计算结果对话框,并返回到主干孔设计主界面。

图8-17 录入基础数据后的主干孔定向设计数据录入界面

图8-18 三维定向钻孔轨迹设计及定向造斜控制参数输出界面

图8-19 定向钻孔轨迹设计参数保存对话框界面

(二)分支孔定向设计

在图8-16界面上点击 按钮可进入三维定向钻孔分支孔轨迹设计界面,分支孔设计数据录入界面与图8-17主干孔设计录入界面基本相同,数据录入既可以按照主干孔设计时的录入方式录入基础数据,也可以点击 按钮,在弹出的如图8-20所示数据库内含文件目录中选择该分支孔对应的主干孔或原先已录入保存的任何一个钻孔之后,点击 按钮,软件系统自动进入分支孔设计数据录入界面并将所选择的钻孔数据调入填充在对应的数据方框内。在分支孔设计数据录入界面上,点击任何一个数据方框均可以修改数据,鼠标点击孔斜数据方框中任意一行,点击 按钮,则可以删除掉所选中的整行孔斜数据。分支孔设计数据录入界面上的其他功能按钮及点击 按钮之后输出的分支孔轨迹设计及造斜控制定向参数界面与主干孔设计相同。

图8-20 分支孔设计中的对应钻孔选择打开界面

(三)定向孔开孔点确定与轨迹设计

该模块功能是针对受控定向钻孔轨迹设计具有双目标(设计靶点坐标、中靶顶角与方位角)控制要求而设置的,此时,待钻钻孔的开孔坐标必须由软件设计确定。在图8-16界面上点击 按钮即可进入定向孔开孔点确定与轨迹设计数据录入界面,如图8-21所示。在该界面上,钻孔基本数据的录入与前述方法相同,但必须在钻孔基本数据的“开孔坐标Z”数据方框中输入待钻钻孔区域的地面标高,在设计钻孔目标参数的录入时,除了需要录入设计钻孔的靶点坐标以外,还必须在造斜终点顶角和方位角数据框中按设计要求(地质部门给定或由矿体产状所要求的钻孔遇层角而确定,陡斜矿体钻孔遇层角一般不小于30°)输入相应的数值。数据录入完成之后,点击 按钮可输出待钻钻孔开孔位置坐标、钻孔轨迹设计参数和造斜段轨迹定向控制参数,如图8-22所示。