一井定向与两井定向的相关问题探讨

2017-03-10邢碧儒

环球市场 2017年4期

关键词：经纬仪垂线竖井

邢碧儒

众信成勘测设计(北京)有限公司

一井定向与两井定向的相关问题探讨

邢碧儒

众信成勘测设计(北京)有限公司

在矿井建设过程中，必须采取一种措施将地面坐标系统精确传递到井下，使井上井下采用统一坐标系统，满足今后生产、技术需要。矿井定向，就是要把地面的平面坐标及方位角传递到井下巷道中的经纬仪导线起始边上，使井上下使用同一坐标系。

一井定向；两井定向；区别；技术；作用

前言

随着矿井勘探开发领域的不断延伸扩大，从浅层到深层，钻井难度越来越大，对井控技术和钻井人员的要求越来越高。人们已充分认识到：在科学钻井技术得到广泛应用和钻井总体技术水平日益提高的今天，为了对付复杂地层，安全优质地实施快速钻井，必须把井控技术作为研究和发展的重要内容。只有对油气井的控制技术发展了。

一、一井定向与两井定向区别联系

所采取的方法上来看，两井定向和一井定向两者之间在投点方面存在着一定程度的差别。两井定向只需要在井筒位置悬挂1根钢丝绳，在井筒的管子内悬挂钢丝绳。而这只需要在连接垂球和策略的角或者边的过程当中停止生产。

1、一井定向虽然精度较低、占用井筒时间较长。在现实矿山工作中，新开矿山不可能一下子建两个竖井，就是建两个竖井，竖井贯通也需要测量工作的指导，必须进行竖井联系测量。只能进行一井定向测量，通过一井定向测量工作，地面坐标系统传递到井下，才能进行竖井施工指导，井巷巷道才能贯通。由于一井定向有着比较低的精度，并且占据着比较长时间的井筒时间。

2、一井定向和两井定向有着相同的井下连接测量方法。两井定向是借助于无定向支导线从一个已知点推导到另一个竖井当中的已知点，凭借两个已知点推算出两坐标点方位角，按照计算方位角和推算方位角之间的差额，以便对无定向导线方位角的校正，再对井内的各个导线点坐标进行改正。而一井定向往往都是使用三角形连接法，也就是对于三角形的连接角、一个内角以及三条边进行测量，随后借助于余弦定理求出整个三角形的剩余2个内角，三个内角和相加来对三角形闭合差的计算，从而对井下联系测量精度做好检验，通过计算误差范围之内的平差，做到对于各个角度的求出。凭借导线计算方法对支导线测量结果的推导。

3、两井定向精度较一井定向精度高、占用井筒时间较短。进行两井定向必须在两井井筒相通的情况下进行两井定向测量。许多矿山只建一个竖井，两井定向测量适用范围较少。只有大型矿山在建井时巷道测量开始使用一井定向测量，当两个巷道贯通后，再进行两井定向，提高井巷工程测量精度，为大矿山施工测量提供更高的测绘精度。

二、一井定向及两井定向的定义及技术要素

进行矿山井巷建设工程，进行矿井建设必须进行矿山联系测量工作，把井上下坐标统一起来，绘制井上、井下对照图。通过井上、井下对照图，一方面指导井下工程施工；另一方面了解地面建筑与地下巷道工程的关系。将地面上的方位角和平面坐标向井下巷道中全站仪导线起始边线上实施传递。使竖井的上下都在统一坐标系统内，一般来说，导向可以分为两井定向和一井定向2种形式。

一井定向是指：一井定向是借助与一个竖井实施的几何定向，将2根钢丝绳悬挂在竖井的的井壁位置，将一端将定向专有垂球系上，而另外的一端在地面上予以固定，这样就可以在定向水平进行自由地悬挂，然后根据地面坐标系的两个垂直的方位角球附件和平面坐标。同时，还应该联系井下永久点和吊坠，通过这些措施，可以地面坐标和方向的数据导入到地下，从而达到定位的目的。一井定向采用三角形连接法，外业工作包括定向投点和井上、井下连接测量，定向投点就是在井筒中挂两根钢丝垂线，地面连接测量是在近井点上测设经纬仪导线至连接点上，再在连接点上安置经纬仪，后视近井点，与两垂线连测，求出两垂线的坐标及其连线的坐标方位角。井下连接测量是在井下连接点上安置经纬仪，与两垂线连测，一直测导线至定向基点上，求出定向基点的坐标以及方位角，从而完成定向任务。一井定向，受井筒条件限制，井筒最大直径也就4m多，考虑钢丝绳与井筒壁的关系，挂钢丝绳离井壁留有一定距离，两钢丝绳间距最大3m。

两井定向，就是在两个井筒中各挂一个垂球，然后在地面和井下把两个垂球线间用导线联测起来，从而把地面坐标系中的平面坐标及方向传递到井下。使井下、井上具有统一坐标系统。两井定向时，定向投点是在两个立井中各挂一根垂线，地面连接测量的任务是测定两垂线的坐标，通常采用经纬仪导线，井下连接测量是在巷道中两垂线间测设经纬仪导线，通过内业计算，求得起算点的坐标和起算边的坐标方位角，从而完成定向任务。据目前我国矿山情况来说，能进行两井定向的两个井筒之间的最短距离约30m左右，这比一井定向来说两垂球间的距离大大增加，因而大大减少了投点误差。

一般来说，投点误差绝对不是两井定向的主要问题。相对来说，这属于两个定向井所反映的最大优势，这就使得如果竖井具备实施两井定向的条件，必须实施两井定向，通过两井定向的实现，可以改善最大的竖井联系测量的准确度。