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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/9/14,#,定向井轨迹控制计算,造斜工具的定向方法,和有关计算,造斜工具的定向,定向,就是把造斜工具的工具面摆在预定的定向方位线上。,定向,是定向井的关键技术,。,定向方法可分为三大类:地面定向法、井底定向法和随钻定向法。,地面定向法:,在地面井口将造斜工具的工具面摆到预定的方位线上;,通过定向下钻,始终保持工具面预定方位不变,或者始终知道工具面在井下的实际方位;,下钻完后,如果工具面实际方位与预定方位不附,可在地面上通过转盘将工具面扭到预定的定向方位上。,工序复杂,准确性差,目前已经很少应用,但有时还用。,井底定向法:,下钻前给工具面做好标记,,正常下钻,将造斜工具下到井底;,然后从钻柱内下入仪器,根据工具面的标记,测量,工具面,在井下的实际方位;如果工具面实际方位与预定方位不附,可用转盘调整;,工序简单,准确性高,但需要先进的定向测量仪器。,随钻定向法:,关键在于要有随钻定向仪器。,地面定向法(望远镜法),1.,下入造斜工具时,在与其连接的钻具上端母接头上,安装一个下标志杆;,2.,上接立根后,二层台上的井架工,在最上端母接头上安装一个上标志杆,并通过望远镜观察,使上下两个标志杆对齐;,3.,井架工卸掉望远镜;井口钻工卸掉下标志杆;下入该立柱;,4.,吊卡上升时,同时将下标志杆带到二层台上;原来的上标志杆变成了下标志杆;,5.,连接下一个立根,回到,2.,;,6.,下钻完毕,标志杆所指方位,即造斜工具面的方位。,地面定向法,(,十字打印法,),1.,事先在每根要使用的钻杆公母接头上,用扁錾打上“十”字钢印;要注意两个钢印必须处在同一条母线上;,2.,下钻过程中量度每两个单根连接处的钢印偏差角度,以母接头为准,计算顺反时针,并将偏差角度,详细记录;,3.,下完钻后,减去所有正偏差,加上所有负偏差,即得到最上钢印与造斜工具面的偏差角度。,地面定向法,(,十字打印法,),十字打印法:,钻杆打印及偏转角测量工具,每次量的偏差角都应该小于,180,o,。,地面定向法,(,十字打印法,),单根编号,顺时针偏差(,+,),反时针偏差(),N-5,+.,0,N-4,.,0,N-3,+.,0,N-2,+.,0,N-1,.,0,N,.,0,N+1,+.,0,N+2,.,0,N+3,+.,0,N+4,.,0,N+5,.,0,总计偏差,+,定向下钻纪录,井底定向法:工具面的标记,定向齿刀标记法,:,适用于用氟氢酸测斜仪进行测量;,齿刀上的齿尖所指方位,标志着造斜工具的工具面方位。,测量时仪器最下面的铅模压在定向齿刀上,留下齿刀的印痕,于是可知道造斜工具的工具面方位;,同时,氟氢酸液瓶的液面倾斜方位代表着井斜方位。于是知道了工具面方位与井斜方位的关系。,需在下钻前在裸眼内测得井斜方位;,井底定向法:工具面的标记,定向磁铁标记法:,适用于磁性测斜仪进行测量;,紧在造斜工具上面接着一根专用的无磁钻铤,在该无磁钻铤的体部装着三对小磁铁,其,N,极方向与工具面方向的关系是已知的。,测量仪器中有两个磁性罗盘。上罗盘处在三个定向磁铁位置,可测得工具面方位;下罗盘远离定向磁铁,指向正北方位。两罗盘面同时照在一张底片上,于是可知工具面在井下的实际方位。,井底定向法:工具面的标记,既可用于用磁性测斜仪测量,也可用于陀螺测斜仪测量;,定向接头内有一个定向键。定向键所在的母线就标志着工具面的方位。,测量仪器的罗盘面上有一个“发线”,在测量仪器的最下面有一个“定向鞋”,定向鞋上有一个“定向槽”,在仪器安装时使“发线”与“定向槽”在同一个母线上对齐。,仪器下到井底时,定向鞋的特殊曲线使定向槽自动卡在定向键上,使罗盘面上的发线方位就标志了工具面的方位。,在照相底片上罗盘的指针标志着井斜方位,发线标志了工具面的方位。所以可求得工具面在井下的实际方位。,骡鞋展开图,井底定向法:,方法,1,:,组成:陀螺测斜仪,+,定向键标记;,使用条件:,磁异常地区或地层;,从式井“井铁”磁性干扰严重;,不需要无磁钻铤;,井斜角等于零也可以使用;,要有陀螺测斜仪;,评价:这是目前在丛式井中开始定向用得最多的。,井底定向法,方法,2,:,组成:双磁罗盘测斜仪,+,双镜头照相机,+,定向磁铁标记;,使用条件:,无严重“井铁”磁性干扰;,地区或地层磁场无异常;,需要专用的双罗盘双镜头照相测斜仪;,需要带定向磁铁的无磁钻铤;,井斜角等于零也可以使用;,评价:工具面标记简单,方法,3,:,组成:磁罗盘测斜仪,+,无磁钻铤,+,定向键标记;,使用条件:,无严重“井铁”磁性干扰;,地区或地层磁场无异常;,需要足够长度的无磁钻铤;,井斜角等于零也可以使用;,评价:这是目前在正常条件下用的最多的定向方法。,井底定向法,井底定向法,方法,4(,间接定向法之一,),:,组成:磁罗盘测斜仪,+,定向键标记;,使用条件:,下钻前,先在裸眼井内进行测斜;,无严重“井铁”磁性干扰;地区或地层磁场无异常;,井斜角不能等于零(,3,0,);,没有无磁钻铤;,评价:这是在,没有无磁钻铤,条件下用的最多的定向方法。,井底定向法,照像测斜仪底片上定向方位角的阅读方法,当井斜角较大时,照相底片上井斜角的刻度圆,将变成椭圆,使方位刻度线(放射线)失真;,所以不能从底片上直接阅读,定向方位角,由于井斜方位线是高边,所以该刻度线不失真;,定向方位角要用,阅读器,阅读:,先从底片上阅读井斜方位角;,使底片上的高边方位线,对准阅读器上的井斜方位角读值;,从阅读器的方位刻度,读取定向方位角;,井底定向法,方法,5(,间接定向法之二,),:,组成:氟氢酸测斜仪,+,定向齿刀标记;,使用条件:,下钻前,先在裸眼井内进行测斜;,无严重“井铁”磁性干扰;地区或地层磁场无异常;,井斜角不能等于零(,3,0,);,没有无磁钻铤;,评价:这是早期,既没有无磁钻铤,也没有照相测斜仪,条件下的定向方法。,无磁钻铤长度选择,影响无磁钻铤长度的因素,井铁对磁针的影响,(讨论),在地面上平放着钻柱,钻柱轴线指向东西;,当无磁钻铤一端有钢钻铤和钢钻杆时,罗盘的磁针将受到影响而偏转;,偏向何方?,当无磁钻铤的另一端接上钻头时,请问罗盘的磁针如何偏转?,偏转更大?,偏转较小?,向另一边偏转?,无磁钻铤长度选择,影响无磁钻铤长度的因素,1.“,井铁”质量的影响:,钻柱上所有的铁磁物质,都是“井铁”;质量越大,距离罗盘越近,则磁性影响强度越大;,无磁钻铤以上的“井铁”很长,细长,距离越远,影响越小;可用一个位于无磁钻铤顶端的当量井铁代替;,无磁钻铤以下的“井铁”影响强度,变化较大:,钻头;,钻头,+,动力钻具,后者需要更长的无磁钻铤;,无磁钻铤长度选择,影响无磁钻铤长度的因素,2.,井斜角,大小的影响:,井铁对罗盘磁针方向的影响,与井斜角的大小有关。,罗盘磁针只能在水平方向转动,所以井铁磁力在水平方向分量越大,对罗盘影响就越大。,井斜角越大,井铁水平分量越大,对罗盘磁针影响越大,需要的无磁钻铤长度越长;,井斜角越大,需要的无磁钻铤长度越长。,无磁钻铤长度选择,影响无磁钻铤长度的因素,3.,井斜方位角,大小的影响:,井铁对罗盘磁针方向的影响,还与井斜方位角的大小有关。,井斜方位与,N,或,S,方位的夹角越小,井铁影响越小,需要的无磁钻铤长度越短;,井斜方位与,N,或,S,方位的夹角越大,井铁影响越大,需要的无磁钻铤长度越长;,井斜方位与,N,或,S,方位的夹角越大,需要的无磁钻铤长度越长。,无磁钻铤长度选择,影响无磁钻铤长度的因素,4.,地磁水平磁场强度的影响:,地磁水平磁场强度越大,井铁的影响相对就小;需要的无磁钻铤长度就较短;,在南、北极,地磁方向几乎与水平面垂直,所以地磁的水平磁场强度最小,需要的无磁钻铤长度最长;,而在赤道,地磁方向与水平方向平行,该处地磁的水平磁场强度最大,需要的无磁钻铤长度最短;,随着纬度的增大,需要的无磁钻铤长度随之增大;,井位所在的纬度越高,需要的无磁钻铤长度越长。,无磁钻铤长度选择,影响无磁钻铤长度的因素,磁强区越高,需要的无磁钻铤越长。,无磁钻铤长度选择:图表法,无磁钻铤长度选择:图表法,无磁钻铤长度选择:图表法,无磁钻铤长度选择:图表法,井斜角不变,方位越靠向东西,需要,NMDC,越长。,井斜方位不变,井斜角越大,需要,NMDC,越长。,无磁钻铤长度选择:公式推导,估算磁罗盘在无磁钻铤内位置的理论方法:,将上井铁简化为,P,U,,下井铁简化为,P,L,。他们分别距罗盘的距离为,L,U,和,L,L,。,上井铁,P,U,对磁针的吸引力为,F,U,,下井铁,P,L,对磁针的排斥力为,F,L,。,以,吸引力为正,,,排斥力为负,。井铁对磁针的总吸引力为:,无磁钻铤长度选择:公式推导,估算磁罗盘在无磁钻铤内位置的理论方法:,罗盘在无磁钻铤中的最佳位置,应该使罗盘磁针受到的井铁力,F,最小。根据高等数学原理,,F,力最小值出现在,L,L,对,F,的一阶导数等于零时,即:,F,力的表达式可变为:,F,力一阶导数等于零,即,:,可得:,则:,令:,这就是计算罗盘在无磁钻铤中最佳位置的公式。,无磁钻铤长度选择:,估算磁罗盘在无磁钻铤内位置的理论方法:,例题计算:,例,2.,对于带动力钻具的组合(右图),,P,U,=3000emu,,,P,L,=2000emu,;则得:,例,1.,对于常规钻具组合(左图),,P,U,=3000emu,,,P,L,=500emu,;则得:,注:,emu-,绝对电磁单位,课外学习,参考书,定向井设计与计算,125,130,页:动力钻具的反扭角,经常,不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有,力量,Study Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will,Be,学习总结,结束语,当,你尽了自己的最大努力,时,,,失败,也是伟大,的,所以不要放弃,坚持就是正确的。,When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The,End,演讲,人:,XXXXXX,时,间:,XX,年,XX,月,XX,日,
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