非定向巖心地面定向法制造技術

非定向巖心地面定向法，包括如下步驟：①采樣；②獲取巖心試樣已有孔斜數據：③采用球面三角正、余弦公式計算全彎曲角γ、終點角特殊值π-φ1和終點角特殊值φ2；④采用JJG-1型測斜儀校驗臺、測斜儀殼及與巖心間同軸式夾具，小口徑測斜儀或定盤測斜儀進行測試，實現巖心定向。本發明專利技術方法克服了傳統方法因判定巖心是否斷根時不可靠的缺點，具有操作簡單，數據單解準確，實現成本低的優點。隨著測斜儀的改進，其精度仍有提高的潛力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于巖土工程、土木建筑、采礦、石油鉆采、地質勘探、地震、水利水電、交通隧道及地下工程等的非定向巖心地面定向法。
技術介紹
現有傳統的巖心定向方法(參考“ KepHO-MeTpHfl”，IOm κ ο B A.C.，c . 33-102, Ηθαρ a , 1989。)都是基于未與巖體分開的巖心,米用孔內的定向工具在巖心端面或側面進行刻痕或標記完成。其缺點是不能判定巖心是否斷根，可靠性差；需要中斷生產過程，需專用工具，因此成本高。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種操作簡單，測量精度高，實現成本低的非定向巖心地面定向法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是本專利技術是基于巖心軸與鉆孔軸一致，通過連環測斜的逆過程恢復巖心柱(含巖心試樣)的原位產狀。利用已知3個測斜數據，計算另3個未知數據，然后再在測斜儀校檢臺上恢復巖心的原位產狀。非定向巖心地面定向法是連環測斜的逆過程。連環測斜就是由已知測斜數據天頂角Qi、天頂角ei+1、終點角一般值Ji - Cti和終點角一般值Φ +1 (Δ Φ = Φ +1 - Cti)使鉆孔恢復原位(定向)。其逆過程就是已知天頂角Q1、天頂角02和方位角改變值Λ α，求出全彎曲角Y、終點角特殊值η -小1和終點角特殊值Φ2，終點角特殊值η - 和終點角特殊值Φ2與其它4個元素(Θ P θ2、y和Λ α )構成唯一球面三角形的值。再利用測斜儀校驗臺恢復巖心的原位產狀。凡斷面吻合的相鄰巖心，具有共同母線其原位產狀可類推為一致。而對鉆孔缺失巖心的孔段，可用數學內插入法算得到其原位產狀。非定向巖心地面定向法，包括如下步驟①采樣由鉆探現場或巖心庫采取圓柱狀巖心，要求有上下順序未顛倒、長徑比大于5^10的完整巖心；有所在孔段(即鉆孔的相鄰上、下二測程)的孔深、鉆孔(含垂直孔)方位角和天頂角；有結構面特性和標志；在運輸和檢測中保持巖心原有完整狀態。另外對所取巖心上面和下面斷口吻合的巖心，再多取一或多段巖心。有助于測量精度的提聞;②獲取巖心試樣已有孔斜數據目前地質鉆探鉆孔孔斜測量測程為50m，石油鉆井測程小于50m，用數學內插入法或赤平投影一球面三角法取得所采取各個巖心試樣的天頂角Θ和方位角α值；③采用球面三角正、余弦公式計算全彎曲角Y、終點角特殊值η- 和終點角特殊值Φ2 ;④采用JJG-I型測斜儀校驗臺、測斜儀殼及與巖心間同軸式夾具，小口徑測斜儀或定盤測斜儀進行測試先將小口徑測斜儀或定盤測斜儀放置在JJG-I型測斜儀校驗臺的巖心間同軸式夾具內固定，校準天頂角Θ和方位角α值，松動巖心間同軸式夾具，轉動測斜儀和與之同軸固 定的巖心，校準終點角特殊值η - Ct1和終點角特殊值Φ2，在巖心上按鉛垂力方向(即測斜儀重錘所指方向)標記一條短母線，然后再按上述做法測相鄰的下一個巖心試樣，標出短母線；這兩條母線就構成全彎曲角所在平面與巖心柱面的交匯線；在巖心圓柱面上標記了鉛垂力方向，在過鉛垂力標記點的水平橢圓上按方位角的值標記北(N)的方向。進一步，所述小口徑測斜儀選用JXK-2小口徑測斜儀，定盤測斜儀選用JDP-I定盤測斜儀。本專利技術可運用于聲發射地面測量地應力，小口徑鉆孔巖心地面物探測量，塊塊巖心定向提高了地質編錄質量，為科學化巖土力學及數字化地層學提供技術手段，確定巖石結構面產狀，可建立具有完全代表性巖心的永久保存庫。本專利技術方法克服了傳統方法因判定巖心是否斷根時不可靠的缺點，具有操作簡單，數據單解準確，實現成本低的優點。隨著測斜儀的改進，其精度仍有提高的潛力。附圖說明圖I為本專利技術一球面三角說明圖。具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。參照圖1，PP,為過球心O的直立直徑，OP1 AP和OP^ BP為二直立大圓，OAB為傾斜大圓。OA和OB為鉆孔的相鄰上、下二測程(孔段)，O1 θ2為天頂角，y為全彎曲角，二直立大圓的二面夾角Λ α為方位角的改變值，二直立大圓與傾斜大圓的二面夾角小工和Φ2為上、下測程的終點角特殊值。球面三角形ABP的三個邊為Y,三個角為Ji —α。已知任意的3個參數可求另外3個。非定向巖心地面定向法，包括如下步驟①采樣由鉆探現場或巖心庫采取圓柱狀巖心，要求有上下順序未顛倒、長徑比大于5^10的完整巖心；有所在孔段(即鉆孔的相鄰上、下二測程)的孔深、鉆孔(含垂直孔)方位角和天頂角；有結構面特性和標志；在運輸和檢測中保持巖心原有完整狀態；另外對所取巖心上面和下面斷口吻合的巖心，再多取一或多段巖心。有助于測量精度的提聞。②獲取巖心試樣已有孔斜數據目前地質鉆探鉆孔孔斜測量測程為50m，石油鉆井測程小于50m，用數學內插入法或赤平投影一球面三角法取得所采取各個巖心試樣的天頂角Θ和方位角α值；③采用球面三角正、余弦公式計算全彎曲角Y、終點角特殊值η- 和終點角特殊值Φ2 ;④采用JJG-I型測斜儀校驗臺、測斜儀殼及與巖心間同軸式夾具，JXK-2小口徑測斜儀或JDP-I定盤測斜儀進行測試先將JXK-2小口徑測斜儀或JDP-I定盤測斜儀放置在JJG-I型測斜儀校驗臺的巖心間同軸式夾具內固定，校準天頂角Θ和方位角α值，松動巖心間同軸式夾具，轉動測斜儀和與之同軸固定的巖心，校準終點角特殊值η -小工和終點角特殊值Φ2，在巖心上按鉛垂力方向(即測斜儀重錘所指方向)標記一條短母線，然后再按上述做法測相鄰的下一個巖心試樣，標出短母線；這兩條母線就構成全彎曲角所在平面與巖心柱面的交匯線；在巖心圓柱面上標記了鉛垂力方向，在過鉛垂力標記點的水平橢圓上按方位角的值標記北(N)的方向。權利要求1.非定向巖心地面定向法，其特征在于包括如下步驟①采樣由鉆探現場或巖心庫采取圓柱狀巖心，要求有上下順序未顛倒、長徑比大于5 10的完整巖心；有所在孔段的孔深、鉆孔方位角和天頂角；有結構面特性和標志；在運輸和檢測中保持巖心原有完整狀態；②獲取巖心試樣已有孔斜數據地質鉆探鉆孔孔斜測量測程為50m，石油鉆井測程小于50m，用數學內插入法或赤平投影一球面三角法取得所采取各個巖心試樣的天頂角Θ和方位角α值；③采用球面三角正、余弦公式計算全彎曲角Y、終點角特殊值η- 和終點角特殊值Φ2 ;④采用JJG-I型測斜儀校驗臺、測斜儀殼及與巖心間同軸式夾具，小口徑測斜儀或定盤測斜儀進行測試先將小口徑測斜儀或JDP-I定盤測斜儀放置在JJG-I型測斜儀校驗臺的巖心間同軸式夾具內固定，校準天頂角Θ和方位角α值，松動巖心間同軸式夾具，轉動測斜儀和與之同軸固定的巖心，校準終點角特殊值η - Φ^Ρ終點角特殊值Φ2，在巖心上按鉛垂力方向標記一條短母線，然后再按上述做法測相鄰的下一個巖心試樣，標出短母線；這兩條母線就構成全彎曲角所在平面與巖心柱面的交匯線；在巖心圓柱面上標記了鉛垂力方向，在過鉛垂力標記點的水平橢圓上按方位角的值標記北N的方向。2.根據權利要求I所述的非定向巖心地面定向法，其特征在于所述小口徑測斜儀選用JXK-2小口徑測斜儀，定盤測斜儀選用JDP-I定盤測斜儀。全文摘要非定向巖心地面定向法，包括如下步驟①采樣；②獲取巖心試樣已有孔斜數據③采用球面三角正、余弦公式計算全彎曲角γ、終點角特殊值π-φ1和終點角特殊值φ2；④采用JJG-1型測斜儀校驗臺、測斜儀殼及與巖心間同軸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
非定向巖心地面定向法，其特征在于：包括如下步驟：①采樣：由鉆探現場或巖心庫采取圓柱狀巖心，要求有上下順序未顛倒、長徑比大于5～10的完整巖心；有所在孔段的孔深、鉆孔方位角和天頂角；有結構面特性和標志；在運輸和檢測中保持巖心原有完整狀態；②獲取巖心試樣已有孔斜數據：地質鉆探鉆孔孔斜測量測程為50m，石油鉆井測程小于50m，用數學內插入法或赤平投影一球面三角法取得所采取各個巖心試樣的天頂角θ和方位角α值；③采用球面三角正、余弦公式計算全彎曲角γ、終點角特殊值π－φ1和終點角特殊值φ2；④采用JJG？1型測斜儀校驗臺、測斜儀殼及與巖心間同軸式夾具，小口徑測斜儀或定盤測斜儀進行測試：先將小口徑測斜儀或JDP？1定盤測斜儀放置在JJG？1型測斜儀校驗臺的巖心間同軸式夾具內固定，校準天頂角θ和方位角α值，松動巖心間同軸式夾具，轉動測斜儀和與之同軸固定的巖心，校準終點角特殊值π－φ1和終點角特殊值φ2，在巖心上按鉛垂力方向標記一條短母線，然后再按上述做法測相鄰的下一個巖心試樣，標出短母線；這兩條母線就構成全彎曲角所在平面與巖心柱面的交匯線；在巖心圓柱面上標記了鉛垂力方向，在過鉛垂力標記點的水平橢圓上按方位角的值標記北N的方向。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：高森，高潮，
申請(專利權)人：高森，
類型：發明
國別省市：