简介

地面受控定向钻进方法是由常规定向钻进（多头钻进）发展起来的。由于采用了计算机辅助钻进和长度短、扭矩大的螺杆钻具以及随钻测量等新工艺和新设备，使这种钻进技术已从早期的长曲率半径（大于300m）的侧向水平钻进，发展到中半径（100m左右）的侧向水平钻进（20世纪80年代中期）和短半径（10-30m）的侧向水平钻进（20世纪80年代末期）。侧向水平钻进与常规定向钻进的区别是，前者造斜率大，水平孔段长；而后者水平孔段很短，或只与矿层（煤层）接触，矿层裸露面有限。美、英、德等国曾用侧向水平钻进孔排放瓦斯和勘探煤层，我国煤炭系统仅能施工常规定向钻孔或长半径侧向水平孔，用于勘探和注浆。

地面受控定向钻进方法原理

侧向水平钻进主要采用孔底发动机（或称井下动力钻主要是螺杆钻）钻进的方法。螺杆钻安装在钻头上部，在钻进过程中钻杆柱不旋转，冲洗液或压缩空气通过钻杆压入螺杆钻，迫使其中的转子旋转，然后将旋转扭矩传送给钻头，进行钻进。螺杆钻结构简单，易损件少，钻具长度短，适于大斜度定向钻进。由于钻杆柱不回转，易于控制钻孔的顶角和方位；能连续造斜；可在地面通过钻杆柱来控制造斜角度和稳定造斜方位。

按设计曲线轨迹准确钻进至目标层位是侧向水平钻进的关键步骤。在这一阶段除了采用专门设计的孔底发动机外，还要采用合适的造斜方法和器具以及测斜仪器。近年来，造斜方法和器具发展迅速，现已从原始的偏斜楔发展到无楔连续造斜；对于孔底发动机钻进，已从采用普通弯接头定向发展到采用可调式弯外管装置；从普通稳定器纠斜发展到使用偏心可调式稳定器纠斜。

测斜仪器

测斜仪器可以说是定向钻进工作者的眼睛，是控制钻孔轨迹必不可少的工具。早期是采用单点或多点照相测斜仪，后来使用陀螺仪定向测斜。到20世纪80年代，随钻测量仪器的投入使用，给定向钻进工艺带来了一次新的飞跃，因为随钻测量能实时地监视孔斜、方位、工具面方向和孔底温度等参数，不用把仪器提到地面就可控制钻孔的轨迹，这不仅大大减少了定向造斜的时间，而且因地层和其它原因所造成的轨迹偏移也易于纠正。

总结

随钻测量仪器很多，它们大多利用重力加速度计做倾角传感器，用磁通门做方位参数传感器，用集成电路温度传感器提供孔内温度参数。这些信号的传输，大多采用电缆或泥浆压力波，正在研究声波传输和大地电磁波传输技术。