CN103791866A - 一种大直径竖井孔形检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大直径竖井孔形检测方法。包括以下步骤：将井孔视同由两个同心井孔组成，设定内心井孔的直径大小，并视其为垂直井孔；设定井孔中心为坐标原点，在内心孔的圆周上确定相互垂直的WE向、NS向作为坐标轴，与圆周的四个交点分别为X、X’、Y、Y’，将其作为检测点；在井口安设测井仪器，调整仪器至水平，设定检测参数，在四个井孔检测点处分别下放检测探头并始终保持探头自然下垂状态，利用超声波边下放探头边进行孔径检测，分别得到四点至孔壁的距离曲线；将四个检测点形成的孔形检测图像以WE方向和NS方向进行拼接，最后显示完整的井孔孔形图。本发明特别适用于存在高密度介质的大直径竖井的孔形检测。

Description

一种大直径竖井孔形检测方法

技术领域

    本发明涉及一种利用普通测井仪对井孔孔形的检测方法，特别是在高密度介质中检测大直径竖井孔形的方法，属于矿山大直径竖井施工技术领域。

背景技术

矿山竖井工程施工，一般采用机械钻井法配合泥浆循环液钻进成孔，成孔孔形特别是孔径大小是检验成孔质量的主要指标之一。目前，对竖井井孔成孔质量检测时，通常是在井孔口中心向孔内下放检测探头，利用超声波进行孔形检测。测试用普通测井仪一般都有其测试量程或测试精度，当井孔直径较大时，尤其是竖井井孔内仍存有密度较大的泥浆浆液时，采用普通测井仪对孔形进行检测的传统方法往往难以进行全井孔的孔形检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种在高密度介质中对大直径竖井孔形检测方法，解决现有井孔孔形测量方法中难以对大直径竖井孔形进行有效检测的问题，提高孔形检测精度。

本发明的目的是这样实现的：本发明利用普通测井仪器，通过在孔口设置一个直径小于成孔孔径的同心圆，将测井仪的检测中心由圆心转移至同心圆周长上，沿同心圆周长设置检测点，使检测仪满足其量程要求，利用超声波检测显示井孔的孔形状态。

具体的，本发明的一种大直径竖井孔形检测方法，包括以下步骤：

（1）在竖井孔口设置一个直径小于成孔孔径的同心圆，将井孔视为由内心井孔、外心井孔两个同心井孔组成，依据测井仪的量程及井孔的泥浆参数指标确定内心井孔的直径大小，并视其为垂直井孔；

（2）确定检测的坐标系，以井孔中心为坐标原点，在内心井孔的圆周上确定相互垂直的WE向（西东向）、NS向（北南向）作为坐标轴，与圆周的四个交点分别为X、X’、Y、Y’；

（3）内心井孔外圆至外心井孔壁之间的环状带宽度即为测量量程；

（4）在井口安设测井仪器，调整仪器至水平，依据井孔的技术参数设定检测量程、偏移值；

（5）将X、X’、Y、Y’四个点位设定为四个井孔检测点，分别下放检测探头并始终保持探头自然下垂状态，利用超声波边下放探头边进行孔径检测，分别得到四点至孔壁的距离曲线；

（6）测点至孔壁的距离与内心孔半径之和即为孔中心至孔壁的实际距离，将四个检测点形成的孔形检测图像以WE方向和NS方向进行拼接，最后显示完整的井孔孔形图。

本发明特别适用于检测直径超过4m的大直径竖井，尤其是对井内充有密度较大的泥浆液的在建竖井的孔形实时检测。

应用本发明的方法，当井孔内泥浆密度较大时，可在不需置换浆液的工作状况下完成孔形检测，实现了实时掌控井孔孔形的实际状况。

本发明取得的有益效果是：

1、利用本发明方法进行大直径竖井的孔形检测，测试仪器仍为普通测井仪器，拓展了其使用范围，不必增加测试设备投入，节约资金；2、本检测方法简便，易于操作，可在竖井施工过程中随时检测，不必置换孔内浆液，保证工程顺利实施，确保工期；3、可根据井孔相关指标和测试仪器特性调整检测参数，测试结果能满足测试精度要求，数据准确可靠。

附图说明

图1是本发明方法的平面俯视示意图。

图2是本发明方法的剖面示意图。

图3是实施例N-S方向孔形检测拼图效果扫描图

图4是实施例W-E方向孔形检测拼图效果扫描图

图中标号代表的含义是：

1、外心井孔（井孔壁）  2、井孔孔口中心点   3、检测点   4、内心井孔   5、绞车   6、超声波发射孔   7、探头。

具体实例方式

以下实施例用于说明本发明。

实施例

某铁矿竖井工程，成孔井孔直径为5.4m，成井井筒净直径4.0m，成井深度59.11m。竖井采用机械分级钻进成孔、钢筋混凝土井壁进行永久支护、水泥浆壁后充填止水。井孔的孔形实时检测采用超声波孔形检测仪检测，由于该工程设计成孔直径为5.4m，而所使用的普通超声波检孔器的可测直径一般不大于4.0m，因此不能实现全井壁的孔形检测，利用本发明的孔形检测方法，具体实施过程如下：

1、参见图1，以井孔孔口中心点2为坐标圆心，设置两个同心井孔，即外心井孔1和内心井孔4，直径分别为5.4m和3.4m，并视内心井孔4为垂直井孔；

2、确定检测的坐标系，以井孔孔口中心点2为坐标原点，在内心井孔4的圆周上确定相互垂直的WE向（西东向）、NS向（北南向）作为坐标轴，与圆周的四个交点作为检测点3，分别为X、X’、Y、Y’，四点至外心井孔壁的距离R即为测量量程，R约1.0m；

3、参见图2，安设测井仪器及绞车5，调整仪器的水平度，依据井孔的技术参数设定检测参数，如量程R=1.0m、偏移值S=0%；

4、检测时，将X、X’、Y、Y’四个点位设定为井孔中心点，下放检测探头7并始终保持探头7自然下垂状态，利用超声波发射孔6发出的超声波进行孔径检测，分别得到四点至孔壁的距离；

5、检测点3至孔壁的距离与内心孔半径之和即为孔中心至孔壁的实际距离，将四个检测点形成的孔形检测图像以WE方向和NS方向进行拼接，最后显示完整的井孔孔形图如图3、图4所示。

Claims (1)

1.一种大直径竖井孔形检测方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）在竖井孔口设置一个直径小于成孔孔径的同心圆，将井孔视为由两个同心井孔组成，依据测井仪的量程及井孔的泥浆参数指标确定内心井孔的直径大小，并视其为垂直井孔；

（2）确定检测的坐标系，以井孔中心为坐标原点，在内心井孔的圆周上确定相互垂直的WE向、NS向作为坐标轴，与圆周的四个交点分别为X、X’、Y、Y’；

（3）内心井孔外圆至外心井孔壁之间的环状带宽度为测量量程；

（4）在井口安设测井仪器，调整仪器至水平，依据井孔的技术参数设定检测量程、偏移值；

（5）将X、X’、Y、Y’四个点位设定为四个井孔检测点，分别下放检测探头并始终保持探头自然下垂状态，利用超声波边下放探头边进行孔径检测，分别得到四点至孔壁的距离曲线；

（6）测点至孔壁的距离与内心孔半径之和即为孔中心至孔壁的实际距离，将四个检测点形成的孔形检测图像以WE方向和NS方向进行拼接，最后显示完整的井孔孔形图。

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