井眼轨迹测量计算教程文件.ppt

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1、第三节井眼轨迹测量计算一口井钻完后需要了解井眼轨迹的形状，以及是否打中了预计的目标层。在实钻过程中也需要及时了解已钻井眼的轨迹形状，以便判断其发展趋势及时采取措施进行轨迹控制，这就需要进行井孔测量并根据测量数据进行轨迹计算，这种井孔测量在工程术语中称作测斜。井眼的轨迹是通过测量不同井深的井斜和方位并通过适当的计算确定的。一、测斜方法与测斜仪井斜的测量原理：使用重力摆锤、摆锤始终位于铅垂线上，测量摆锤与井眼中心线（仪器中心线）的夹角—井斜角。照相记录方式：记录下摆锤中心偏离井眼轴线的距离（对应于井斜角）。电子记录方式：摆锤偏离中心线夹角数值转换成电信号。方位的测量原理：使用磁性测斜仪测

2、量地磁方位或使用陀螺（地面定向正北方向、启动陀螺后由于进动作用指向不变）。磁性测斜仪：利用罗盘（compass)测量井眼方向的地磁指向。主要部件有摆锤、照相机（带定时器），适用于裸眼井段、配套无磁钻铤（NMDC）。讨论：1、磁屏蔽作用；2、地理方位与地磁方位；测斜方法：投测、吊测。投测：仪器从钻柱内孔投入，钻柱上有配套测斜短节定位测斜仪。投测后必须起钻。吊测：使用钢丝绳将仪器吊入钻柱内孔，测量完毕后起出测斜仪。磁性测斜仪的种类：单点、多点单点测斜仪：定向、扭方位过程中监测井眼轨迹。多点测斜仪：起钻前投入钻柱内孔，按照定时器进行起钻操作，一般每起一柱钻杆测量一次，获得较为完整的井身数据

3、电子陀螺多点测斜仪：能记录较为完整的井身数据，是一种较为先进的测斜仪器。随钻测斜仪（MWD）：钻进时实时将井下数据传输到地面。型式：有线随钻、无线随钻数据传输方式：泥浆脉冲方式常用于定向井水平井、定向井段以及扭方位井段的钻进。随钻测斜仪（MWD）的应用发展：早期只能在钻进时实时传输井下数据（井斜、方位、钻压、扭矩等）。目前已经出现了测斜+测井(LWD)方式、测斜+测井+井下自动导向，最先进的钻井方式：井下闭环地质导向系统。国外已经有广泛的应用，主要为世界大石油公司。国内研究有了一定的进展。一、顶角测量原理测量顶角度必须符合两个条件：该角度代表测点钻孔轴线与铅垂线的夹角；该角度在钻孔弯

4、曲平面内。液面水平原理（氢氟酸测斜）把20～30％浓度的氢氟酸注入长度为100～150mm内径为15～25mm的玻璃试管中。注入量为试管长度的1／3左右。然后，将盛有氢氟酸的玻璃试管装在特制的接头内，用橡胶塞加以密封。用钻杆将其下到孔内待测位置，静止停留15～25min后，提钻取出试管。由于氢氟酸对玻璃的腐蚀作用，在试管上留有液面痕迹。根据液面的高低，就可算出顶角。由于有毛细管的作用，试管形成了如右图所示的蚀痕曲面。由此测出的顶角必须校正，按下式可求出实际顶角θ：θ=θ′+E式中θ—钻孔的实际顶角，θ′--玻璃试管上实测顶角，E——校正角为了避免计算和校正上的麻烦，可以利用倾斜仪来直

5、接测定。钻孔弯曲的测量及仪器一、顶角测量原理液面水平原理（氢氟酸测斜）第四节钻孔弯曲的测量及仪器一、顶角测量原理悬锤原理悬锤测量钻孔顶角的原理是利用地球重力场，如下图所示。框架可绕a轴灵活转动，b轴与a轴垂直相交，在b轴中点0悬挂一能灵活转动的弧形刻度盘，刻度盘转动面与钻孔弯曲平面一致，刻度盘因重力作用永远下垂。当仪器在垂直孔内时，刻度盘上的0º正对准弧形竖板了上的标线，即顶角为0º；当仪器在倾斜孔内时，弧形竖板倾斜一个角度，此角度就是钻孔顶角θ。第四节钻孔弯曲的测量及仪器悬锤原理测量钻孔顶角示意图重力加速度仪随钻测量对加速度计的主要要求有较高的精度较好的抗震性能伺服加速度计力平衡式

6、加速度计：一个悬垂、高导磁性的物体是向下还是处于中点，由中位检测器检测并由磁力线圈提供一个反向平衡力使其保持中位。磁悬浮重力加速度传感器主要由绕有两个绕组的王字架、圆柱形磁钢和悬浮磁钢的磁液组成。磁钢放入王字架的轴孔内,轴孔内灌满磁液。当没有外来加速度时,磁钢处于机械0位,两绕组的电感相同,其输出为0。当有加速度作用于磁钢轴线上时,磁钢移位引起两个绕组的电感一增一减,传感器上出现不平衡电压,此电压经带通放大、相敏检波、滤波之后,经反馈电阻Rf将反馈电流If输入到加速度传感器内的两个绕组,产生一个与重力加速度相反的电磁力,阻止磁钢移位。石英挠性伺服线加速度计原理结构如图当沿敏感轴线(图

7、中所示点划线)有加速度输入时由挠性片及力矩线圈组成的敏感质量块相对平衡位置运动而产生惯性力(或惯性力矩)然后通过换能器将此机械运动转换成电信号再通过伺服放大器变成电流信号将此电流信号反馈到处于恒定磁场中的力矩器导致产生反馈力Fb(或反馈力矩Mb)与惯性力F(或惯性力矩M)相平衡直至再次恢复到平衡位置.Inclination&HighsideToolfaceInclination:Toolface:MagneticNorthEarth’sGravitatio