Траектории оси скважины и угла поворота отклонителя

2.8.1. Определение угла установки отклонителя и угла поворота отклонителя при работе с магнитным переводником.

При определении положения плоскости действия отклонителя по предлагаемому методу необходимо учитывать, что место разрыва реохорда электромагнитной буссоли всегда располагается в наклонном стволе по фактическому азимуту скважины, а положение северного полюса магнитной стрелки определяется положением магнитного репера. В момент отбития точки замера в магнитном переводнике, стрелка буссоли, перекрывая участок цепи реохорда, отбивает не азимут плоскости действия отклонителя, а угол разворота его по отношению к азимуту скважины. Значение замера показывает, как отклонитель расположен по отношению к оси скважины. Исчисление угла разворота отклонителя по отношению к фактическому азимуту скважины производится против хода часовой стрелки и, следовательно, показание инклинометра в данной точке будет равно углу, на который отстает плоскость действия отклонителя от фактического азимута скважины. Для ускорения ориентирования, сечение ствола скважины разделено на 4 четверти (рис. 2.13)

Определение необходимого положения плоскости действия отклонителя относительно апсидальной плоскости или угла установки отклонителя ведется исходя из условия или изменения азимута, или зенитного угла, или одновременного изменения азимута и зенитного угла.

Рис. 2.13. Сечение ствола скважины в плоскости действия отклоняющего устройства

Если замеренный угол в магнитном переводнике равен 0°(360°), то при бурении будет происходить увеличение зенитного угла без изменения азимута. Если плоскость действия отклонителя находится в I четверти, то при бурении будет происходить увеличение зенитного угла и изменение азимута вправо. Если замеренный угол в магнитном переводнике равен 270°, то при бурении будет происходить изменение азимута вправо без изменения зенитного угла. Если плоскость действия отклонителя находится во II четверти, то при бурении будет происходить уменьшение зенитного угла и изменение азимута вправо. Если замеренный угол в магнитном переводнике равен 180°, то при бурении будет происходить уменьшение зенитного угла без изменения азимута. Если плоскость действия отклонителя находится в III четверти, то при бурении будет происходить уменьшение зенитного угла и изменение азимута влево. Если замеренный угол в магнитном переводнике равен 90°, то при бурении будет происходить изменение азимута влево без изменения зенитного угла. Если плоскость действия отклонителя находится в IV четверти, то при бурении будет происходить увеличение зенитного угла и изменение азимута влево.

Другим дающим необходимую точность методом является графический. На рис. 2.14. представлен пример его практической реализации. При инклинометрии скважины установлено, что замеренный зенитный угол - a₁=14°, замеренный азимут - j₁=90°. После построения горизонтальной проекции выявлено, что необходимый зенитный угол - a₃=20°, а азимут - j₃=110°. Угол изменения азимута - Dj=20°. Для определения угла установки строят треугольник АОВ

Рис. 2.14. Определение угла установки отклонителя графическим способом.

Для этого из точки А по горизонтали откладывают a₁=14° (например в масштабе 1 см: 1°). Далее в точке А с помощью транспортира строят угол, равный по величине углу изменения азимута Dj=20°, и откладывают отрезок АВ, равный a₃=20°, в том же масштабе. Соединяют точки О и В. Полученный угол a=55° и есть угол установки отклонителя относительно плоскости искривления скважины. При этом ОВ характеризует пространственный угол искривления за интервал a₂=8, 4°. Величина угла a₂ (в принятом масштабе), разделенная на интенсивность искривления на 10 м проходки, определит длину интервала бурения с отклонителем. При необходимости увеличения азимута треугольник строится выше горизонтальной линии ОА, при уменьшении азимута - наоборот. При этом следует помнить, что a - это угол между апсидальной плоскостью и плоскостью действия отклонителя. На основании этого определяется угол установки отклонителя.

a_у=360° - a°

Для данного примера угол установки отклонителя a_у=360°-55°=305°, т.е. инклинометр в магнитном переводнике должен показать азимут aу=305°

Определение величины угла поворота отклонителя рассмотрим на других примерах.

2.8.1.1. Необходимо увеличить зенитный угол.

После инклинометрического замера имеем следующие данные: показания в магнитном переводнике - М=200° т. е. плоскость действия отклонителя находится во II четверти; азимут скважины - Аз=135°; зенитный угол - a=15°. Реактивный момент от турбобура - g=25°. Необходимо увеличить зенитный угол до 20° при сохранении азимута. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась по 0° (360°) (рисунок 2.13).

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на 200° плюс 25° на компенсацию реактивного момента турбобура. При проверке инклинометр в магнитном переводнике должен показать азимут 335° (рисунок 2.15).

Рис. 2.15. Пример определения величины угла поворота отклоняющего устройства.

2.8.1.2. Необходимо уменьшить зенитный угол.

После инклинометрического замера имеем следующие данные: показания в магнитном переводнике - М=75°, т. е. плоскость действия отклонителя находится в IV четверти; азимут скважины - Аз=15°; зенитный угол - a=25°. Реактивный момент от турбобура - g=45°. Необходимо уменьшить зенитный угол до 18° при сохранении азимута. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась по 180° (рис. 2.13).

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на 255° плюс 45° на компенсацию реактивного момента турбобура. При проверке инклинометр в магнитном переводнике должен показать азимут 225° (рис. 2.16).

Рис. 2.16. Пример определения величины угла поворота отклоняющего устройства.

2.8.1.3. Необходимо увеличить зенитный угол и азимут.

После инклинометрического замера имеем следующие данные: показания в магнитном переводнике - М=75°, т. е. плоскость действия отклонителя находится в IV четверти; азимут скважины - Аз=15°; зенитный угол - a=25°. Реактивный момент от турбобура - g=45°. Необходимо увеличить зенитный угол до 28° и азимут до 30°. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась в I четверти. Графическим методом (см. рис. 2.14) определяем необходимый угол a между апсидальной плоскостью и плоскостью действия отклонителя - a=73°. Угол установки отклонителя по формуле 6.1 a_у=360°-73°=287°

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на148° плюс 45° на компенсацию реактивного момента турбобура. При проверке инклинометр в магнитном переводнике должен показать азимут 242° (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Пример определения величины угла поворота отклоняющего устройства

2.8.1.4. Необходимо стабилизировать зенитный угол и увеличить азимут.

После инклинометрического замера имеем следующие данные: показания в магнитном переводнике - М=175°, т. е. плоскость действия отклонителя находится в III четверти; азимут скважины - Аз=15°; зенитный угол - a=25°. Реактивный момент от турбобура - g=35°. Необходимо стабилизировать зенитный угол и увеличить азимут до 30°. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась по 270° (рис. 2.13).

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на265° плюс 35° на компенсацию реактивного момента турбобура. При проверке инклинометр в магнитном переводнике должен показать азимут 235° (рис. 2.14).

Рис. 2.18. Пример определения величины угла поворота отклоняющего устройства.

2.8.1.5. Необходимо стабилизировать зенитный угол и уменьшить азимут.

После инклинометрического замера имеем следующие данные: показания в магнитном переводнике - М=235°, т. е. плоскость действия отклонителя находится во II четверти; азимут скважины - Аз=15°; зенитный угол - a=25°. Реактивный момент от турбобура - g=35°. Необходимо стабилизировать зенитный угол и уменьшить азимут до 5°. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась по 90° (рис. 2.13).

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на 145° плюс 35° на компенсацию реактивного момента турбобура. При проверке инклинометр в магнитном переводнике должен показать азимут 55° (рис. 2.14).

Рис. 2.19. Пример определения величины угла поворота отклоняющего устройства.

2.8.1.6. Необходимо уменьшить зенитный угол и увеличить азимут.

После инклинометрического замера имеем следующие данные: показания в магнитном переводнике - М=75°, т. е. плоскость действия отклонителя находится в IV четверти; азимут скважины - Аз=15°; зенитный угол - a=25°. Реактивный момент от турбобура - g=25°. Необходимо уменьшить зенитный угол до 20° и увеличить азимут до 30°. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась во II четверти (см. рисунок 8). Графическим методом определяем необходимый угол a между апсидальной плоскостью и плоскостью действия отклонителя - a=138°. Угол установки отклонителя по формуле a_у=360°-138°=222°

Рис. 2.20. Пример определения величины угла поворота отклоняющего устройства.

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на213° плюс 25° на компенсацию реактивного момента турбобура. При проверке инклинометр в магнитном переводнике должен показать азимут 197° (рис. 2.20).

2.8.1.7. Необходимо уменьшить зенитный угол и азимут.

После инклинометрического замера имеем следующие данные: показания в магнитном переводнике - М=285°, т. е. плоскость действия отклонителя находится в I четверти; азимут скважины - Аз=15°; зенитный угол - a=25°. Реактивный момент от турбобура - g=30°. Необходимо уменьшить зенитный угол до 20° и азимут до 10°. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась в III четверти (см. рис. 2.13).

Графическим методом определяем необходимый угол a между апсидальной плоскостью и плоскостью действия отклонителя - a=200°. Угол установки отклонителя по формуле a_у=360°-200°=160°.

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на125° плюс 30° на компенсацию реактивного момента турбобура. При проверке инклинометр в магнитном переводнике должен показать азимут 130° (рис. 2.21).

Рис.2.21. Пример определения величины угла поворота отклоняющего устройства

2.8.1.8. Необходимо увеличить зенитный угол и уменьшить азимут.

После инклинометрического замера имеем следующие данные: показания в магнитном переводнике - М=285°, т. е. плоскость действия отклонителя находится в I четверти; азимут скважины - Аз=15°; зенитный угол - a=25°. Реактивный момент от турбобура - g=40°. Необходимо увеличить зенитный угол до 30° и уменьшить азимут до 10°. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась в IV четверти (см. рис. 2.13). Графическим методом определяем необходимый угол a между апсидальной плоскостью и плоскостью действия отклонителя - a=333°. Угол установки отклонителя по формуле 6.1 a_у=360°-333°=27°.

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на 258° плюс 40° на компенсацию реактивного момента турбобура. При проверке инклинометр в магнитном переводнике должен показать азимут 347° (Рис. 2.22).

Рис. 2.22. Пример определения величины угла поворота отклоняющего устройства

2.8.2. Определение угла установки отклонителя и угла поворота отклонителя при работе с телеметрической системой.

Ориентирование с помощью телеметрических систем, включаемых в компоновку, заключается в получении и обработке информации о положении отклоняющего устройства, зенитного угла и азимута скважины наземными контрольно-измерительными приборами. В отличие от косвенных методов ориентирования, при работе с телесистемой исчисление угла разворота отклонителя по отношению к фактическому азимуту скважины производится по ходу часовой стрелки. Сечение скважины разделено на 4 четверти (рис. 2.23).

Определение необходимого положения плоскости действия отклонителя относительно апсидальной плоскости или угла установки отклонителя ведется исходя из условия или изменения азимута, или зенитного угла, или одновременного изменения азимута и зенитного угла.

Рис.2.23. Сечение ствола скважины.

Если угол установки отклонителя (рис. 2.23) равен 0°(360°), то при бурении будет происходить увеличение зенитного угла без изменения азимута. Если угол установки отклонителя находится в I четверти, то при бурении будет происходить увеличение зенитного угла и изменение азимута вправо (увеличение азимута). Если угол установки отклонителя равен 90°, то при бурении будет происходить увеличение азимута без изменения зенитного угла. Если угол установки отклонителя находится во II четверти, то при бурении будет происходить уменьшение зенитного угла и увеличение азимута. Если угол установки отклонителя равен 180°, то при бурении будет происходить уменьшение зенитного угла без изменения азимута. Если угол установки отклонителя находится в III четверти, то при бурении будет происходить уменьшение зенитного угла и изменение азимута влево (уменьшение азимута). Если угол установки отклонителя равен 270°, то при бурении будет происходить уменьшение азимута без изменения зенитного угла. Если угол установки отклонителя находится в IV четверти, то при бурении будет происходить увеличение зенитного угла и уменьшение азимута. Графическим способом определяем угол установки отклонителя (рис. 2.14). Угол поворота отклонителя рассмотрим на следующих примерах.

2.8.2.1. Необходимо увеличить зенитный угол.

После наращивания бурильной трубы и восстановления циркуляции бурового раствора, показания угла установки отклонителя имеем - М=200°(рис. 2.24), т. е. плоскость действия отклонителя находится в III четверти. Азимут скважины - Аз=135°, зенитный угол - a=15°. Необходимо увеличить зенитный угол до 20° при сохранении азимута. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась по 0° (360°)

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на 160°. При этом показание угла установки отклонителя должно быть 0° (360°).

Рис. 2.24. Пример определения угла установки отклонителя

2.8.2.2. Необходимо уменьшить зенитный угол

После наращивания бурильной трубы и восстановления циркуляции бурового раствора, показания угла установки отклонителя имеем - М=75° (рис. 2.25), т. е. плоскость действия отклонителя находится в I четверти. Азимут скважины - Аз=15°, зенитный угол - a=25°. Необходимо уменьшить зенитный угол до 18° при сохранении азимута. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась по 180°.

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на 105°. При этом показание угла установки отклонителя должно быть 180°.

Рис. 2.25. Пример определения угла установки отклонителя.

2.8.2.3 Необходимо увеличить зенитный угол и азимут

После наращивания бурильной трубы и восстановления циркуляции бурового раствора, показания угла установки отклонителя имеем - М=285° (рис. 2.26), т. е. плоскость действия отклонителя находится в IV четверти. Азимут скважины - Аз=15°, зенитный угол - a=25°. Необходимо увеличить зенитный угол до 28° и азимут до 30°. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась в I четверти. Графическим методом (рис. 2.14) определяем необходимый угол a между апсидальной плоскостью и плоскостью действия отклонителя - a=73°. Он же равен углу установки отклонителя a_у=73°

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на 148°. При этом показание угла установки отклонителя должно быть 73°.

Рис. 2.26. Пример определения угла установки отклонителя

2.8.2.4 Необходимо стабилизировать зенитный угол и увеличить азимут

После наращивания бурильной трубы и восстановления циркуляции бурового раствора, показания угла установки отклонителя имеем - М=175° (рис. 2.27), т. е. плоскость действия отклонителя находится во II четверти. Азимут скважины - Аз=15°, зенитный угол - a=25°. Необходимо стабилизировать зенитный угол и развернуть азимут до 30°. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась по 90° (см. рисунок 18)

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на 275°. При этом показание угла установки отклонителя должно быть 90°.

Рис. 2.27. - Пример определения угла установки отклонителя.

2.8.2.5. Необходимо стабилизировать зенитный угол и уменьшить азимут

После наращивания бурильной трубы и восстановления циркуляции бурового раствора, показания угла установки отклонителя имеем - М=145° (рис. 2.28), т. е. плоскость действия отклонителя находится во II четверти. Азимут скважины - Аз=15°, зенитный угол - a=25°. Необходимо стабилизировать зенитный угол и уменьшить азимут до 5°. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась по 270° (см. рис. 2.23).

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на 125°. При этом показание угла установки отклонителя должно быть 270°.

Рис. 2.28. Пример определения угла установки отклонителя

2.8.2.6. Необходимо уменьшить зенитный угол и увеличить азимут

После наращивания бурильной трубы и восстановления циркуляции бурового раствора, показания угла установки отклонителя имеем - М=25° (рис. 2.29), т. е. плоскость действия отклонителя находится в I четверти. Азимут скважины - Аз=15°, зенитный угол - a=25°. Необходимо уменьшить зенитный угол до 20° и увеличить азимут до 30°. Для этого необходимо, чтобы, плоскость действия отклонителя располагалась во II четверти (см. рис. 2.23). Графическим методом определяем необходимый угол a между апсидальной плоскостью и плоскостью действия отклонителя - a=138°. Он же равен углу установки отклонителя a_у=138°

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на 110°. При этом показание угла установки отклонителя должно быть 138°.

Рис. 2.29. Пример определения угла установки отклонителя

2.9.2.7. Необходимо уменьшить зенитный угол и азимут

После наращивания бурильной трубы и восстановления циркуляции бурового раствора, показания угла установки отклонителя имеем - М=125° (рис. 2.30), т. е. плоскость действия отклонителя находится во II четверти. Азимут скважины - Аз=15°, зенитный угол - a=25°. Необходимо уменьшить зенитный угол до 20° и азимут до 10°. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась в III четверти (см. рис. 2.24). Графическим методом определяем необходимый угол a между апсидальной плоскостью и плоскостью действия отклонителя - a=200°. Он же равен углу установки отклонителя a_у=200°

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на 75°. При этом показание угла установки отклонителя должно быть 200°.

Рис. 2.30. Пример определения угла установки отклонителя.

2.9.2.8. Необходимо увеличить зенитный угол и уменьшить азимут

После наращивания бурильной трубы и восстановления циркуляции бурового раствора, показания угла установки отклонителя имеем - М=200° (рис. 2.31), т. е. плоскость действия отклонителя находится в IV четверти. Азимут скважины - Аз=15°, зенитный угол - a=25°. Необходимо увеличить зенитный угол до 30° и уменьшить азимут до 10°. Для этого необходимо, чтобы плоскость действия отклонителя располагалась в IV четверти (см. рис. 2.24). Графическим методом определяем необходимый угол a между апсидальной плоскостью и плоскостью действия отклонителя - a=333°. Он же равен углу установки отклонителя a_у=333°

Отклонитель необходимо повернуть по часовой стрелке на 133°. При этом показание угла установки отклонителя должно быть 333°.

Рис. 2.31. Пример определения угла установки отклонителя