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摘要：钻取定向岩心的技术称为定向取心。其用途广泛，主要有一下几个方面：确定地下岩矿层产状、判断断裂、节理、裂隙等不连续结构面的产状、利用定向岩心可以确知古流向和沉积物移动方向、获得地应力场信息、了解岩浆岩流向，确定岩体中潜在的分离面和滑动面方向等。随钻钢球滚动重力法夹紧式岩心定向器（SG-2型）属于机械法岩心定向类型，适用于0°-75°的钻孔。其工作原理是利用岩心刻痕、钢球滚动重力法确定岩心最低母线方向。判断是否定向成功的方法是：通过三个定向器参数划出的三条最低母线若在一条直线上，则证明岩心定向是成功的，否则说明角度测量有误，该次定向不成功。岩心最低母线方向确定后，再利用钻孔测斜资料确定岩心的空间位置。
关键词：定向取心；钢球；重力法；定向器；最低母线
1随钻钢球滚动重力法夹紧式岩心定向器简介
随钻钢球滚动重力法夹紧式岩心定向器（SG-2型）属于机械法岩心定向类型，适用于0°-75°的钻孔。利用其定向取心技术可以把岩心的空间位置复原。本定向器由滑动定位机构、锁定与解锁机构、钢球夹紧机构等组成。拉出三个定位滑块，推压滑杆，锁芯锁止滑杆，钢球处于自由状态；手推顶针，定向器滑杆解锁，夹紧钢球。
2定向器的检查和更换
备用定向器放在装有专用润滑油的容器内浸泡，使其内部空隙充分润滑。当有以下情况之一时，应更换新定向器。
（1）各机构动作不灵活；
（2）刻度盘掉落；
（3）钢球垫片变形；
（4）钢球滚动壁面变形。
3定向取心内管组装
第一节内管短节两端均为公扣，一端连接卡簧座，另一端有三个定位槽，其上悬挂定向器。安装第一个定向器前，在第一节内管里必须放入岩心帽（否则，将损坏定向器钻具）。在短节外表面，过主定位槽中心线（即定向器0刻线）刻有一条母线标志，用以测量第一个定向器的0刻线相对卡簧座上主刻刀转角，即安装角α1。
第二节内管短节一端为母扣，连接第一节内管短节，另一端为公扣并有三个定位槽，其上安装定向器。同理，在短节外表面，过主定位槽中心线（即定向器0刻线），刻有一条母线标志，用以测量第二个定向器的0刻线相对第一个内管短节外刻的母线标志转角，即安装角α2。
第三节同第二节相同。在短节外表面，过主定位槽中心线（即定向器0刻线）刻有一条母线标志，用以测量第三个定向器的0刻线相对第二个内管短节外刻的母线标志转角，即安装角α3。
第四短节一段为母扣，另一端为公扣，其上没有定位槽。它起着联结下部内管与上部绳索取心总成作用。
α1测量：全圆量角器0刻线对准卡簧座主刻刀线，第一短节定位槽中心线对应量角器上的读数即为安装角α1，填入记录表格。
α2测量：全圆量角器0刻线与第一短节定位槽中心线对齐，第二短节定位槽中心线对应量角器读数即为安装角α2，填入记录表格。
α3测量：全圆量角器0刻线与第二短节定位槽中心线对齐，第三短节定位槽中心线对应量角器读数即为安装角α3，填入记录表格。
4下放内管
定向取心内管组装好后，投入孔内时不可自由落入，必须用打捞矛送入孔内，避免定向器在水力冲击下提前打印。
5回次进尺
设计最大回次进尺不超过2.4米。
6退心操作
首先从第三、四节内管中间卸开，取出定向器（小心用手接取，不可自由坠落地面），依次观测钢球位置读数并记录。与内管总成连接处不卸开。卸开其余各节内管，小心缓慢倒出岩心，不可人为敲击，避免岩心颠倒混乱。把岩心码放在岩心槽内，从上至下、原茬对齐，擦洗干净
7划出岩心最低母线
找出主刻线，以最上部岩心为起点，依次量取500mm、1000、1500mm三点，并作记号，根据主刻刀相对定向器0刻线顺时针转角α和打印刻度β，算出定向母线相对其主刻线的顺时针转角γ，在岩心柱面上以主刻线为0点，顺时针量取γ角，画出岩心最低母线位置，至此，定向操作完毕。
注意事项：
（1）所有角度的测量，都以右手定则执行，即以右手大拇指伸直方向为钻进方向，其余四个手指弯曲方向为顺时针测量角度方向。
（2）当Y值大于360°时，，则减去整数个360°后即为主刻线与最低母线夹角。
（3）划出的三条最低母线若在一条直线上，则证明岩心定向是成功的，否则说明角度测量有误，该次定向不成功。
最低母线位置转角计算方法见下图。
岩心最低母线位置转角计算简图
参考文献
[1]熊义国，吴军，邓蓉.绳索取心与初级定向钻探技术应用实例.探矿工程（岩土钻掘工程）2006,10
[2]陈鼎元. 定向取心技术[J]. 天然气工业,1990,6:43-44.
[3]吴玉滨,杨立文,王江艳. SZ-65型随钻取心技术研究与应用[J].石油钻采工艺, 2006, 28(2):72 -76.
论文作者:马长付,滕涛
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/22
标签：岩心论文; 母线论文; 中心线论文; 量角器论文; 钢球论文; 测量论文; 最低论文; 《防护工程》2019年第3期论文;