Теоретический обзор строительства скважин - Ориентирование отклонителей

Ориентирование отклонителей

 

 

clip_image032

Ориентирование отклонителей заключается в совмещении направления их действия с направлением необходимого отклонения ствола скважины. Ориентирование производится относительно фиксированной в каком-либо определенном положении плоскости.  В наклонных скважинах такой плоскостью чаще всего является апсидальная,  т.е.  вертикальная плоскость, проходящая через ось скважины, а в вертикальных - плоскость магнитного или истинного меридиана.

Угол между фиксированной плоскостью и плоскостью,  в которой происходит искусственное  искривление ствола скважины (плоскость отклонения), называется углом установки отклонителя.

Угол установки измеряется от фиксированной плоскости по часовой стрелке и может изменяться от 0 до 360О. Для вертикальных скважин угол установки отклонителя равен азимуту требуемого искривления скважины.

В наклонных скважинах при угле установки y  равном 0О происходит искривление ствола в сторону увеличения зенитного угла Q. При угле установки     y =  180О  в процессе бурения скважины с отклонителем зенитный угол ее уменьшается. Азимутальный угол в том и другом случае остается неизменным. Если       y = 90О,  то при искривлении азимут скважины увеличивается, а при y = 270О - азимут уменьшается при сохранении зенитного угла.  При условии, что 0О < y < 90О, при искривлении происходит увеличение зенитного угла Q и азимута a. Если 90О < y < 180О, то азимут возрастает, а зинитный угол уменьшается.  Если 180О < y < 270О  при искривлении происходит уменьшение зенитного угла и азимута.  Если 270О < y <  360О  зенитный угол возрастает, а азимут уменьшается (рис. 17).

Точное значение угла установки отклонителя при требуемом изменении зенитного  угла и азимута может быть определено различными методами: аналитически,  графически несколькими способами, по номограммам, предложенными разными авторами, с помощью специальных приборов.

clip_image034

Известные формулы для расчета угла установки отклонителя достаточно громоздки и содержат значение угла пространственного искривления скважины на интервале применения отклонителя, т.е. предварительно необходимо задаться длиной этого интервала. Однако фактическая длина интервала искривления практически никогда не совпадает с предварительно принятой,  поэтому в расчете угла установки появляется погрешность.

Наиболее просто и с достаточной степенью точности угол установки отклонителя может быть определен графически. Для этого от направления, условно принятого за северное (рис. 18), откладывается фактический aф (на забое скважины) и требуемый aтр (в конце интервала искривления) азимутальные углы скважины. По полученным направлениям в принятом линейном масштабе (например, 1О = 1 см) откладываются соответственно фактический Qф и требуемый Qтр зенитные углы.

Требуемые азимутальный aтр и Qтр углы определяются из необходимости выведения скважины в заданную проектом точку по ранее приведенной методике.

Полученные точки А и В соединяются, образовавшийся при этом угол ВАС равен искомому углу установки y. Он измеряется от направления АС по часовой стрелке.

Величина отрезка АВ  на рис. 18 в принятом линейном масштабе равна требуемому углу пространственного искривления скважины. Зная из технической характеристики отклонителя интенсивность искривления скважины i при его применении, можно определить длину интервала искусственного искривления L по формуле

                                                                     L = j/i.                                                                                                                                 (62)

 

Перед ориентированием отклонителя в скважине должно быть определено его фактическое положение относительно либо плоскости  магнитного меридиана (в вертикальном стволе),  либо апсидальной плоскости (в наклонном стволе).

В первом случае наиболее распространенным является метод непрерывного прослеживания за положением отклонителя в скважине в процессе его спуска (метод меток).  Другие способы ориентирования в этом случае либо сложны,  либо имеют низкую точность. При ориентировании по меткам на концах всех элементов бурильной колонны предварительно наносятся метки, расположенные в одной осевой плоскости (на одной образующей).