第五章井眼轨道设计与轨迹控制..ppt

第五章 井眼轨道设计 与轨迹控制 概 述 (7) 井眼曲率K（狗腿严重度、全角变化率） 指井眼轨迹曲线的曲率。 平均曲率: Kc=γ/ΔDm ΔDm—— 轨迹上两点间的井眼长度（段长）。 γ—— 称为狗腿角或全角变化，指轨迹上两点间的井眼方向变化的角度（两点的井眼方向线的夹角）。 ☆ Lubinski公式： cosγ=cosαA·cosαB + sinαA·sinαB·cos(φB-φA) ☆ 行业标准计算公式： γ=(Δα2+Δφ2·sin2αc)0.5 γ——井段的狗腿角，(°)； Ｋc——井段的平均井眼曲率，(°)/m； αc——井段的平均井斜角， （°） ，αc=(αA+αB)/2 三．井眼轨迹的图示法 1.三维坐标法 坐标系：0-D-N-E 第二节 轨迹测量及计算 1.测量内容 井深Dm、井斜角α 、方位角φ 第二节 轨迹测量及计算 一、测斜方法及测斜仪简介 4.磁性测斜仪的工作原理 仪器内主要由井斜刻度盘、罗盘、十字摆锤、照明和照相系统组成。罗盘的S极始终指北。 二．对测斜计算数据的规定 1．测点编号：测斜自下而上，测点编号则自上而下。第一个井斜 角不等于零的测点作为第1测点。 2．测段编号：自上而下编号。第i-1 测点与第i 测点之间所夹的测段为第i测段。 3．第０测点：第１测点的井深大于25m 时，第０测点的井深比第１测点的井深小25m，且井斜角规定为零。第１测点的井深小于或等于25m时，规定第０测点的井深和井斜角均为零。 4．若αi= 0，对第i测段取：φi=φi-1；对第i+1测段取：φi=φi+1 。 5．在一个测段内，井斜方位角变化的绝对值不得超过180°。 φi-φi-1180°时， Δφi=φi-φi-1-360° φc=(φi+φi-1)/2-180° φi-φi-1-180°时，Δφi=φi-φi-1+360° φc=(φi+φi-1)/2+180° 三．轨迹计算方法 1.计算参数及计算顺序 测点： D , LP ,N , E , V，S ,θ 测段： ΔD，ΔLp，ΔN，ΔE，Ｋc 计算程序 三．轨迹计算方法 3.测段计算方法 （2）平均角法 假设:测段是一条直线，该直线的方向 是上下二测点处井眼方向的“和方向（矢量 和）。 测段计算公式： ΔD = ΔDm·cosαc 　 ΔLp = ΔDm·sinαc ΔN = ΔDm·sinαc·cosφc ΔE = ΔDm·sinαc·sinφc αc =（αi-1+αi）/2 φc =（φi-1+φi）/2 第三节 直井防斜技术 下部钻具的倾斜和弯曲将产生两种后果： 1）引起钻头倾斜，在井底形成不对称切削。 2）使钻头受侧向力的作用，产生侧向切削。 二、满眼钻具组合控制井斜 2.结构 YXY组合：钻挺 + 3~4个扶正器 近扶：支撑井壁，抵抗侧向力，限制钻头偏斜。 中扶：保证中扶正器与钻头之间的钻柱不发生弯曲。 上扶：增大下部钻柱刚度，协助中扶防止钻柱弯曲 四扶：增大下部钻柱的刚度，协助中扶防止钻柱弯曲。 中扶位置的计算： 例题： 已知钻头直径216mm ，扶正器直径215mm ，钻铤钢材的杨氏模量为 .0594×108kN/m2 ，钻铤外径178mm ，内径71.4mm ，钻井液密度1.25 g/cm3 ，钻铤线重1.6 kN/m ，允许的最大井斜角3°，求YXY组合的中扶距钻头的最优长度。 解：根据给定条件，可求得： J =?（dco4-dci4）/64 = 0.48×10-4 m4 , qm =（1-?d/ ?s）q = 1.34 kN/m , c =（dh-ds）/2 = 0.0005 m Lp = [(16C·E·J)/(qm· sinα)]0.25 = 5.789 m 。 3.满眼钻具组合的使用 （1）用于防斜和稳斜，不能纠斜。 （2）可有效地控制井眼曲率，不能控制井斜角的大小。 （3）“以快保满，以满保直”。使用满眼钻具的关键在于一个 “满”字。 间隙对满眼钻具组合性能影响显著。设计间隙一般为Δ