钻孔轨迹的AutoCAD极坐标成图方法__集群智慧云科

摘要：钻孔测斜数据的处理方法及钻孔轨迹图的精确度对工程问题的分析和决策有重要影响，而包括一些专业测斜软件在内的许多测斜数据处理和成图手段和方法在效率和精度上存在一定不足。运用AutoCAD极坐标成图方法来处理钻孔测斜数据并绘制钻孔轨迹平面投影图则可弥补这些不足，本文通过具体的工程实例，详细介绍了该方法的原理和操作步骤。
　　关键词：钻孔轨迹；参数处理；AutoCAD；绘图方法
　　中图分类号：TU457文献标识码：A
　　
　　引言
　　对于超深的工程钻孔或定向钻孔而言，钻孔能否达到设计偏斜要求、能否进入预定区域直接关系到工程目标能否实现，这不仅要求掌握详尽的钻孔偏斜数据，而且要求绘制出高精度的钻孔轨迹图[1]。目前，手绘钻孔轨迹图因其效率低、错误率高及规范性差等因素已被专业测斜数据处理和绘图软件所取代，但专业测斜软件针对性很强、通用性较而且差价格普遍偏高。此外，测斜仪器绘制出的轨迹图无法满足用户对轨迹图进行必要的二次编辑和修改等需求。因此，借助一些通用的数据和图像处理软件来处理钻孔测斜数据及成图工作，逐渐成为工程应用的另一种不错的选择。一些由此产生的方法已经得到较广泛的应用，但大多情况下测斜数据的处理和图形显示都是在笛卡尔坐标系中实现的，虽然可以达到绘图目的，但其数据处理过程和步骤比较繁琐、容易出错且工作量相对较大，而运用AutoCAD极坐标绘制钻孔轨迹平面投影图则可以显得相对便捷，但目前这种方法在处理钻孔测斜数据方面还很少被运用。
　　一、钻孔轨迹参数及轨迹图
　　钻孔轨迹是钻孔轴线在地下延伸的路径。钻机在施工钻进的过程中，由于各种因素的综合影响，实际钻孔轨迹常常会偏离原来设计的钻孔轨迹，即发生钻孔偏斜[2]。为了了解钻孔偏斜情况，必须获取钻孔的轨迹参数，然后根据这些抽象的参数来绘制钻孔轨迹图。钻孔轨迹图是钻孔轨迹的直观反映，是了解钻孔在地下空间的位置及其空间形态的重要手段和方法。将钻孔的空间轨迹投影到平面内进行研究，有助于问题的简化和工程分析。
　　图1是钻孔轨迹平面投影示意图，OAB曲线为钻孔的空间轨迹在平面图上的投影，它形象的体现了钻孔实际轨迹偏离原设计轨迹的距离和方位。在绘制钻孔轨迹图之前必须要获得相应的钻孔的空间轨迹数据，这些数据可以用专门的测斜仪器来测量，所测得的轨迹数可以根据任务和要求而含有不同的参数，但一般都应包括测点的深度值、顶角及方位角这三个基本参数，在基本参数的基础上再通过数学计算以求得所需的计算参数（如水平偏距、闭合方位角等）。
　　
　　表1钻孔轨迹参数表
　　Tab.1Parametersofboreholetrack
　　参数名称    定义    取值范围
　　基本参数    顶角（θ）    测点处的切线与铅垂线之间的夹角，亦称斜度    
　　
　　    方位角（α）    测点处的切线在水平面上的投影与正北方向之间的夹角    
　　
　　    孔深（L）    孔口到测点处的钻孔长度，亦即钻孔斜深    ——
　　计算参数    水平偏距（D）    钻孔轨迹上测点在水平面的投影距钻孔中心的直线距离    ——
　　    闭合方位角（β）    正北方向线顺时针旋转到该点的水平位移线（钻孔轨迹上测点处在水平面上的投影与孔口中心的连线）所转过的角度    
　　
　　
　　二、钻孔轨迹成图思路
　　如图1，钻孔轨迹投影图上的