第3章 井眼轨迹的测量和计算..
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2. 测量数据的传输方式
– 无线测斜仪传输数据的方式---电磁波方式
3.3 测斜计算方法
1. 测斜计算概述
• 计算的依据：
– 测斜数据（α，φ，L）
• 计算方法的多样性
– 来源于测段形状的不确定性。经 过测斜，人们只知道一个测段的 两个端点处的有关参数（井斜角、 井斜方位角和井深），对两端点 之间的测段形状则一无所知。
z
2 2 arccos Gx Gx G y Gy 0 2 2 Gx Gx G y Gy 0 arccos
井斜角
重力工 具面角 (>5)
3.1 常用测斜仪的测量原理
2. 电磁类测斜仪原理
磁性工 具面角 (<5)
– 测点计算：D，S，N，E，A，θ， V，共计七项。
• 计算的意义：
– 指导施工：将计算结果绘图， 及时掌握轨迹发展的趋势，及 时采取有效措施； – 资料保存：井眼轨迹的数据， 是一口井的最重要数据之一， 对钻井、采油、修井、开发， 都有重要意义。
–
电子数字式的如：电磁类测斜仪、电子陀螺测斜仪，这些
仪器井斜角和工具面角均是采用重力加速度计测量 , 方位 角通过磁通门或其它方式测量，所有测量数据通过有线或
无线方式传输到地面。
3.2 测量数据的记录和传输
2. 测量数据的传输方式
– 照相底片记录的数据通过取出仪器本身来获得数 据；
– 有线测斜仪通过电缆来传输数据；
电 子 单 多 点 测 斜 仪
有 线 随 钻 测 斜 仪
无 线 随 钻 测 斜 仪
照 相 陀 螺 测 斜 仪
电 子 陀 螺 测 斜 仪
速 率 陀 螺 测 斜 仪
3.1 常用测斜仪的测量原理
1. 磁罗盘类照相测斜仪原理
– 仪器中的罗盘靠一顶尖支撑， 可在仪器中灵活转动，不管 仪器的外壳如何转动，罗盘 的S极始终指北。
罗盘面上的径向放射线代表 了不同的方位，罗盘边缘有 方位的刻度值， “十”字锤 所在的放射线就是该井深处 的井斜方位线的反方向。 将罗盘盘面上的N、S互换， E、W互换，就可以直接从 照相底片上直接读出井斜方 位角。
–
–
3.1 常用测斜仪的测量原理
2. 电磁类测斜仪原理
– 将3个重力加速度计和 3个磁通门分别安装在 井眼轴线方向Z、工 具面所在半径方向X 和与其垂直的另外一 个半径方向Y上。 2 2 2 G G G G x y z G G arccos
2 2 arccos H H H Hy 0 x x y 2 2 arccos H H H Hy 0 x x y
井斜方 位角
H x sin H y cos arctan H x cos H y sin cos H z sin
3.1 常用测斜仪的测量原理
3. 陀螺类测斜仪原理
– 高速运转的陀螺具 有抵抗干扰力矩而 保持其自转轴相对 于惯性空间方位稳 定的特性, 称作陀螺 自转轴的方位稳定 性或定轴性； – 陀螺类测斜仪正是 利用陀螺的定轴性 来进行井斜方位的 测量；
3.1 常用测斜仪的测量原理
3. 陀螺类测斜仪原理
– 陀螺在干扰力矩作 用下产生的自转轴 空间方位的漂移现 象称作陀螺的进动 性；
– 一无所知，无法计算，要计算， 只好假设。假设不同，则计算方 法不同。 – 假设相同时，对数据的处理不同， 也形成不同计算方法； – 有人将别的方法进行某种简化， 也会得到新的计算方法； – 常见的、基本的、有价值的计算 方法，有七种。
• 计算的内容：
– 测段计算：ΔD， Δ S， Δ N， Δ E，K，共计五项。
– 无线测斜仪传输数据的方式主要有四种：
» » » » 连续波方式 正脉冲方式 负脉冲方式 电磁波方式
3.2 测量数据的记录和传输
2. 测量数据的传输方式
– 无线测斜仪传输数据的方式---连续波方式
泥 浆 立管压力 叶片连续转动，波形连续变化
时间
3.2 测量数据的记录和传输
2. 测量数据的传输方式
需要无磁环境，可用于套管内、丛式井或没有无 磁钻铤的情况，但存在陀螺漂移的问题，且仪器 本身比较娇贵。
3.2 测量数据的记录和传输
1. 测量数据的记录方式
– – 测量数据的记录方式主要有两种：照相底片记录和电子数 字式； 照相底片记录的如：磁罗盘单、多点照相测斜仪，照相陀 螺测斜仪，这些仪器井斜角和高边工具面角是采用机械测 角装置测量, 其测量的角度投影到陀螺仪刻度盘或罗盘上, 由照相机拍摄胶片或胶卷记录下来。
– 无线测斜仪传输数据的方式---正脉冲方式
泥 浆 泥 浆 立管压力
针阀上升，立管压力升高
时间 针阀不动 针阀上升
3.2 测量数据的记录和传输
2. 测量数据的传输方式
– 无线测斜仪传输数据的方式---负脉冲方式
泥浆 泥浆 立管压力 阀门关，立管压力不变
阀门开，立管压力降低
时间 阀门关 阀门开
3.2 测量数据的记录和传输
– 在仪器的中心悬挂着一个 “十”字锤，不管仪器外壳 如何倾斜，重锤始终指向重 力方向。 – 当仪器在井内某深度处静止 测量时，照相机对着罗盘面 照相，由于罗盘面是透明的， 所以“十”字图形也被照在 底片上。
3.1 常用测斜仪的测量原理
1. 磁罗盘类照相测斜仪原理
– 罗盘面上的同心圆代表了不 同的井斜角， “十”字锤所 在的同心圆就是该井深处的 井斜角。
第3章 井眼轨迹的测量和计算
•
• • • •
3.1 常用测斜仪的测量原理
3.2 测量数据的记录和传输 3.3 测斜计算方法 3.4 测斜计算结果的常规绘图 3.5 定向井水平井中靶计算
3.1 常用测斜仪的测量原理
常用测斜仪 器 罗盘类 电磁类 陀螺类
罗 盘 单 点 照 相 测 斜 仪
罗 盘 多 点 照 相 测 斜 仪
– 陀螺在冲击力距作 用下，自转轴将在 原来的空间方位附 近作高频微幅的锥 形振荡运动, Baidu Nhomakorabea作陀 螺的章动性 。
3.1 常用测斜仪的测量原理
4. 不同原理的测斜仪适用范围
– 利用磁罗盘或磁通门来测量井斜方位角的仪器均 要求测量点附近地磁场正常，且为无磁环境；
– 陀螺类测斜仪是利用其自身的定轴性来测量，不
– 无线测斜仪传输数据的方式---电磁波方式
3.3 测斜计算方法
1. 测斜计算概述
• 计算的依据：
– 测斜数据（α，φ，L）
• 计算方法的多样性
– 来源于测段形状的不确定性。经 过测斜，人们只知道一个测段的 两个端点处的有关参数（井斜角、 井斜方位角和井深），对两端点 之间的测段形状则一无所知。
z
2 2 arccos Gx Gx G y Gy 0 2 2 Gx Gx G y Gy 0 arccos
井斜角
重力工 具面角 (>5)
3.1 常用测斜仪的测量原理
2. 电磁类测斜仪原理
磁性工 具面角 (<5)
– 测点计算：D，S，N，E，A，θ， V，共计七项。
• 计算的意义：
– 指导施工：将计算结果绘图， 及时掌握轨迹发展的趋势，及 时采取有效措施； – 资料保存：井眼轨迹的数据， 是一口井的最重要数据之一， 对钻井、采油、修井、开发， 都有重要意义。
–
电子数字式的如：电磁类测斜仪、电子陀螺测斜仪，这些
仪器井斜角和工具面角均是采用重力加速度计测量 , 方位 角通过磁通门或其它方式测量，所有测量数据通过有线或
无线方式传输到地面。
3.2 测量数据的记录和传输
2. 测量数据的传输方式
– 照相底片记录的数据通过取出仪器本身来获得数 据；
– 有线测斜仪通过电缆来传输数据；
电 子 单 多 点 测 斜 仪
有 线 随 钻 测 斜 仪
无 线 随 钻 测 斜 仪
照 相 陀 螺 测 斜 仪
电 子 陀 螺 测 斜 仪
速 率 陀 螺 测 斜 仪
3.1 常用测斜仪的测量原理
1. 磁罗盘类照相测斜仪原理
– 仪器中的罗盘靠一顶尖支撑， 可在仪器中灵活转动，不管 仪器的外壳如何转动，罗盘 的S极始终指北。
罗盘面上的径向放射线代表 了不同的方位，罗盘边缘有 方位的刻度值， “十”字锤 所在的放射线就是该井深处 的井斜方位线的反方向。 将罗盘盘面上的N、S互换， E、W互换，就可以直接从 照相底片上直接读出井斜方 位角。
–
–
3.1 常用测斜仪的测量原理
2. 电磁类测斜仪原理
– 将3个重力加速度计和 3个磁通门分别安装在 井眼轴线方向Z、工 具面所在半径方向X 和与其垂直的另外一 个半径方向Y上。 2 2 2 G G G G x y z G G arccos
2 2 arccos H H H Hy 0 x x y 2 2 arccos H H H Hy 0 x x y
井斜方 位角
H x sin H y cos arctan H x cos H y sin cos H z sin
3.1 常用测斜仪的测量原理
3. 陀螺类测斜仪原理
– 高速运转的陀螺具 有抵抗干扰力矩而 保持其自转轴相对 于惯性空间方位稳 定的特性, 称作陀螺 自转轴的方位稳定 性或定轴性； – 陀螺类测斜仪正是 利用陀螺的定轴性 来进行井斜方位的 测量；
3.1 常用测斜仪的测量原理
3. 陀螺类测斜仪原理
– 陀螺在干扰力矩作 用下产生的自转轴 空间方位的漂移现 象称作陀螺的进动 性；
– 一无所知，无法计算，要计算， 只好假设。假设不同，则计算方 法不同。 – 假设相同时，对数据的处理不同， 也形成不同计算方法； – 有人将别的方法进行某种简化， 也会得到新的计算方法； – 常见的、基本的、有价值的计算 方法，有七种。
• 计算的内容：
– 测段计算：ΔD， Δ S， Δ N， Δ E，K，共计五项。
– 无线测斜仪传输数据的方式主要有四种：
» » » » 连续波方式 正脉冲方式 负脉冲方式 电磁波方式
3.2 测量数据的记录和传输
2. 测量数据的传输方式
– 无线测斜仪传输数据的方式---连续波方式
泥 浆 立管压力 叶片连续转动，波形连续变化
时间
3.2 测量数据的记录和传输
2. 测量数据的传输方式
需要无磁环境，可用于套管内、丛式井或没有无 磁钻铤的情况，但存在陀螺漂移的问题，且仪器 本身比较娇贵。
3.2 测量数据的记录和传输
1. 测量数据的记录方式
– – 测量数据的记录方式主要有两种：照相底片记录和电子数 字式； 照相底片记录的如：磁罗盘单、多点照相测斜仪，照相陀 螺测斜仪，这些仪器井斜角和高边工具面角是采用机械测 角装置测量, 其测量的角度投影到陀螺仪刻度盘或罗盘上, 由照相机拍摄胶片或胶卷记录下来。
– 无线测斜仪传输数据的方式---正脉冲方式
泥 浆 泥 浆 立管压力
针阀上升，立管压力升高
时间 针阀不动 针阀上升
3.2 测量数据的记录和传输
2. 测量数据的传输方式
– 无线测斜仪传输数据的方式---负脉冲方式
泥浆 泥浆 立管压力 阀门关，立管压力不变
阀门开，立管压力降低
时间 阀门关 阀门开
3.2 测量数据的记录和传输
– 在仪器的中心悬挂着一个 “十”字锤，不管仪器外壳 如何倾斜，重锤始终指向重 力方向。 – 当仪器在井内某深度处静止 测量时，照相机对着罗盘面 照相，由于罗盘面是透明的， 所以“十”字图形也被照在 底片上。
3.1 常用测斜仪的测量原理
1. 磁罗盘类照相测斜仪原理
– 罗盘面上的同心圆代表了不 同的井斜角， “十”字锤所 在的同心圆就是该井深处的 井斜角。
第3章 井眼轨迹的测量和计算
•
• • • •
3.1 常用测斜仪的测量原理
3.2 测量数据的记录和传输 3.3 测斜计算方法 3.4 测斜计算结果的常规绘图 3.5 定向井水平井中靶计算
3.1 常用测斜仪的测量原理
常用测斜仪 器 罗盘类 电磁类 陀螺类
罗 盘 单 点 照 相 测 斜 仪
罗 盘 多 点 照 相 测 斜 仪
– 陀螺在冲击力距作 用下，自转轴将在 原来的空间方位附 近作高频微幅的锥 形振荡运动, Baidu Nhomakorabea作陀 螺的章动性 。
3.1 常用测斜仪的测量原理
4. 不同原理的测斜仪适用范围
– 利用磁罗盘或磁通门来测量井斜方位角的仪器均 要求测量点附近地磁场正常，且为无磁环境；
– 陀螺类测斜仪是利用其自身的定轴性来测量，不