水平定向钻探中的钻孔电视成像技术研究

水平定向钻探技术结合钻孔电视成像技术，能获取常规平硐勘察的大部分地质信息，对环境影响较小、且不受地形限制，能实现绿色勘察的目的。但传统结构面算法难以准确提取任意方位钻孔中不完整结构面产状。且现有的钻孔电视设备多为有缆式的，在水平钻孔中，推送难度大，在钻孔破碎段容易卡住。针对这些问题，本文推导了结构面优化算法，首先利用二维展开图上多点信息经过正弦函数曲线拟合，在拟合曲线上构造任意三点，并计算三点平面法向量;基于笛卡尔坐标系转换理论，经过两次空间坐标旋转，得到大地坐标系下的法向量，并通过该法向量计算结构面倾角倾向。该算法能最大限度的利用二维展开图多点信息，克服了传统两点法难以寻找不完整结构面最高点及最低点的缺陷，适用于任意方位角钻孔中结构面产状求解。基于本文提出的优化算法，编制钻孔电视智能分析系统软件，并成功研制出一套无缆存储式全方位钻孔电视设备。使用该设备进行 400余组结构面室内测试，结果表明，解析倾向误差小于 10°，倾角误差小于 5°。本文以川藏铁路雅康段朱岗山隧道水平泄水孔工程为例，阐述全方位钻孔电视在隧道精细化勘察中的应用。