定向井钻井空间圆弧轨道计算的问题探究
【摘要】作为一种在现实应用中比较典型的井眼轨道模型，空间圆弧在多目标井、分支井和侧钻井等一些三维井眼的轨道设计中得到了广泛的推广和使用。鉴于对这些三维井眼轨道的设计和计算，一般而言都应用在垂直剖面图与水平投影图之中上，因此这就相应的增加了问题的复杂性。鉴于这种情况，当前通常使用的计算公式为近似公式。本文通过对井眼轨道相关设计要求与空间圆弧具体特点的探索和研究，从而提出了坐标、井斜角以及方位角和井斜变化率等相关计算公式，这些公式普遍具有实用性强的优点，应该得到广泛的推广和使用。
【关键词】定向井井空间圆弧轨道计算问题探究
所谓的定向井钻井，具体而言是指在对其进行钻井的过程中，不是竖直的设计井眼，而是要与井眼有着相应的距离。进行钻井是要按照之前已经设计好的轨道采取钻井，最后则要依据设计的最终要求来达到相应的目的和层位。对于定向井钻井而言，对其轨道的控制与设计是最重要的关键步骤。要不断的优化定向井的轨道设计，为更快更好的引导钻井，保证其能够达到目的层提供有力的技术支持。
通过不断的研究和发展，定向井钻井轨道的相关优化设计方法得到了有效的支持和改进在此基础上，则形成了比较完整的定向井轨迹优化设计体系。从而使得其在实际应用中的范围越来越广，在现场的应用越来广泛，受到广泛的欢迎。对定向井的轨道进行优化设
钻井井控基本知识题库 一、名词解释 1、井控：实施油气井压力控制的简称。 2、溢流：当井底压力小于地层压力时，井口返出的钻井液量大于泵的排量，停泵后井口自动外溢的现象称之为溢流或井涌。 3、井喷：当井底压力远小于地层压力时，井内流体就会大量喷出，在地面形成较大喷势的现象称之为井喷。 4、井喷失控：井喷发生后，无法用常规方法控制井口和压井而出现井口敞喷的现象称之为井喷失控。 5、油气侵：油或天然气侵入井内后，在循环过程中，泥浆槽、液池面上有油或气泡时，称之为油气侵。 6、井控工作中“三早”的内容：早发现、早关井和早处理。 7、一级井控：指以合理的钻井液密度、合理的钻井技术措施，采用近平衡压力钻井技术安全钻穿油气层的井控技术，又称主井控。该技术简单、安全、环保、易于操作。 8、二级井控：溢流或井喷后，按关井程序及时关井，利用节流循环排溢流和压井时的井口回压与井内液柱压力之和来平衡地层压力，最终用重浆压井，重建平衡的井控技术。 9、三级井控：井喷失控后，重新恢复对井口控制的井控技术。 10、静液压力：由井内静液柱的重量产生的压力，其大小只取决于液体密度和液柱垂直高度。 11、地层压力：指作用在地层孔隙中流体上的压力，也称地层孔隙压力。 12、地层破裂压力：指某一深度处地层抵抗水力压裂的能力。当达到地层破裂压力时，地层原有的裂缝扩大延伸或无裂缝的地层产生裂缝。 13、波动压力：由于钻具在井内流体中上下运动而引起井底压力减少或增加的压力值。是激动压力和抽吸压力的总称。 14、井底压力：指作用在井底上的各种压力总和。 15、井底压差：指井底压力与地层压力之差。 16、压井：是发现溢流关井后，泵入能平衡地层压力的压井液，并始终控制井底压力略大于地层空隙压力，排除溢流，重建井眼与地层系统的压力平衡。
定向钻井技术 在阜康煤层气示范工程中的应用 新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队 2014年11月20日
定向钻井技术在阜康煤层气示范工程中的应用刘蒙蒙（新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队） 摘要 探讨和总结定向技术在新疆阜康白杨河矿区煤层气开发利用先导性示范工程钻井工程中的应用，介绍定向设计，定向仪器工作原理及使用。由于地理条件、排采地面工程、节约成本、增加采收率的需要，示范工程大部分井设计为丛式井，也有两口L型井和一口U型对接井，加上地层倾角大地层造斜严重，所以为了达到设计要求必须引进定向钻井技术。本文主要从井眼轨迹设计、定向仪器、定向工艺、定向实例四方面进行介绍。 关键词：定向技术、钻井工程、定向仪器 阜康煤层气示范工程项目由156队承担施工，其中定向钻井由156队工程技术科参与施工3口，独立施工1口。156队工程技术科已培养出学习和应用掌握定向钻井的技术人员，具有基本的定向设计、定向施工、定向验收能力。 1 定向井眼轨迹设计 定向井眼轨迹的设计涉及的因素很多。为满足地质及生产的要求，设计需要选择合适的造斜点、造斜强度、最大井斜角、稳斜段长度；为了同井台以及相邻井台各井之间的防碰，需要选择合理的大门方向和做防碰设计。此外，造斜强度的选择要考虑钻具及套管的强度、摩阻。造斜点的选择必须深于表层套管一倍仪器另长的深度。根据造斜强度选择合理的钻具组合、不同弯度的螺杆钻具。最大井斜角过小稳斜段方位不易控制，最大井斜角过大对钻进、下套管、排采不利，同时增加造斜段工作量。 1.1 示范区井型简介 示范工程设计的丛式井、L型井以及U型对接井 图1-1 示范工程三段式、五段式、U型井轨迹示意图
第一章定向井（水平井)钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)Ｔ.A．英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。 早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达1０,654米; 水平位移最大的定向井是BＰ勘探公司于己于199７年在英国北海的Ｒｙtｃh Ｆａｒｍ油田钻成的M1１井,水平位移高达１，011４米。 垂深水平位移比最高的是Sｔatoｉl公司钻成的的33/9—Ｃ2达到了１：3.1４； 丛式井口数最多，海上平台:9６口;人工岛:170口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—１5井和磨三井,其中磨三井总井深16８5米，垂直井深表遗憾350米，水平位移4４4.2米，最大井斜9２°，水平段长１60米；7０年代扩大实验,推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JＦ128井,井深达到70００米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长３８4米,宽１1５米,该丛式井平台共有钻定向井４2口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井
钻井井控设备培训试题及答案 初级井控(一级井控)是依靠适当的钻(修)井液和技术措施使井底压力稍大于地层压力的钻(修)井过程，来控制地层压力，使得没有地层流体进入井内。井涌量为零，自然也无溢流产生。以下是为大家整理的钻井井控设备培训试题及答案，希望可以给大家带来帮助!更多精彩内容请及时关注我们网! 1基本概念 1.1何为井控设备? 答：指用在钻井过程中监测、控制和处理井涌及井喷的装置，包括钻井井口设备、控制放喷设备、处理设备和其他连接部件。 1.2 井控设备的功用 答：预防井喷;及时发现溢流;处理复杂情况;迅速控制井喷 1.3 井控设备包括那些设备? 答：包括套管头、钻井四通、防喷器组、控制系统、节流压井管汇及节控箱、监测设备、钻井液液气分离器、加重装置、自动灌浆装置和钻井内防喷工具等。 2环形防喷器 2.1环形封井器有哪些功用? 答：1)当井内有钻具、油管或套管时，能用一种胶芯封闭各种不同尺寸的环形空间。 2)当井内无钻具时，能全封闭井口。 3)在进行钻井、取芯、测井等作业中发生溢流时，能封闭方钻杆、取芯工具、电缆及钢丝绳等与井筒所形成的环形空间。 4)在蓄能器控制下，能通过18°无细扣对焊钻杆接头，强行起下钻具。 2.2 环形防喷器为什么不能长期封井? 答：一则胶芯易过早损坏，二则无锁紧装置。 2.3 锥形环形防喷器的开启原理?
答：从控制系统来的高压油进入开启腔推动活塞下行。胶芯在本身橡胶弹性力的作用下复位，将井口打开。 2.4球形环形防喷器的结构特点? 答：a、胶芯呈半球形 b、不易翻胶 c、漏斗效应 d、橡胶储量大 e、井压助封 f、胶芯寿命长 2.5组合环形防喷器的结构特点? 答：a、由内外两层胶芯组成 b、内胶芯内部含支撑筋，支撑筋沿圆周切向配置，支撑筋的上下断面彼此紧靠 c、外胶芯为橡胶制件，无支撑筋而且橡胶材质较软，在挤压后易于变形。 2.6环形防喷器封闭不严如何排除? 答：(1)若新胶心，可多活动几次。旧的若支撑筋已靠拢仍封闭不严，则更换胶心。 (2)对旧胶心有严重磨损、脱块，影响使用的，及时更换。 (3)若打开过程中长时间未关闭使用胶芯，使杂物沉积于胶芯沟槽及其他部位。应清洗胶芯，并活动胶芯 2.7环形防喷器关闭后打不开如何排除? 答：因为长期关井。或固井后胶芯下有水泥浆凝固而造成。 2.8锥形和球形环形防喷器胶芯如何更换? 答：a、卸掉顶盖和壳体的连接螺栓 b、吊起顶盖 c、在胶芯上拧紧吊环螺丝，吊出旧胶芯、装上新胶芯 d、装上顶盖，上紧顶盖与壳体的连接螺栓。 e、试压 3闸板防喷器 3.1 闸板防喷器试压压力是多少? 答：低压试压：试压压力为2-4MPa，试压时液控油压为10.5MPa，稳压时间不少于15min密封部位无渗漏为合格。高压试压：试压压力为防喷器额定工作压力，试压时液控油压为10.5MPa，稳压时间不少于15min密封部位无渗漏为合格。 3.2 如果闸板防喷器整体上下颠倒安装能否有效密封?为什么? 答：(1)不能。
动量守恒定律专题8 小球（滑块）----圆弧轨道模型例题1、如左下图，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上．槽的左侧有一竖直墙壁．现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆柱槽相切并从A点进入槽内．正确的是( CD ) A．小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动 B．小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功 C．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒 D．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向动量不守恒 解析小球从下落到最低点的过程中，槽没有动，与竖直墙之间存在挤压，动量不守恒；小球经过最低点往上运动的过程中，槽与竖直墙分离，水平方向动量守恒；全过程中有一段时间系统受竖直墙弹力的作用，故全过程系统水平方向动量不守恒，选项D正确；小球离开右侧槽口时，水平方向有速度，将做斜抛运动，选项A错误；小球经过最低点往上运动的过程中，槽往右运动，槽对小球的支持力对小球做负功，小球对槽的压力对槽做正功，系统机械能守恒，选项B错误，C正确． 例题2、带有1/4光滑圆弧轨道质量为M的滑车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为M的小球以速度v0水平冲上滑车，到达某一高度后，小球又返回车的左端，则[BC ] A．小球以后将向左做平抛运动 B．小球将做自由落体运动 C．此过程小球对小车做的功为D．小球在弧形槽上升的最大高度为 例题3、如图所示，A和B并排放在光滑的水平面上， A上有一光滑的半径为R的半圆轨道，半圆轨道右侧顶点有一小物体C，C由顶点自由滑下，设A、B、C的质量均为m．求： （1）A、B分离时B的速度多大？（2）C由顶点滑下到沿轨道上升至最高点的过程中做的功是多少？ 解析:小物体C自由滑下时，对槽有斜向右下方的作用力，使A、B一起向右做加速运动；当C滑至槽的最低点时，C、A之间的作用力沿竖直方向，这就是A、B分离的临界点，因C将沿 槽上滑，C对A有斜向左下方的作用力，使A向右做减速运动，而B以A分离时 的速度向右，做匀速运动。 所谓C沿轨道上升到最大高度，并不是C对地的速度为零，而是与A的相对 速度为零，至于C在题述过程中所做的功，应等于A、B、C组成的系统动能的增量（实际上是等于C的重力所做的功）。
第七届全国空间轨道设计竞赛甲组题目 朱小龙1、王文彬2、高扬3 中国科学院空间应用工程与技术中心 1.问题描述 第七届全国空间轨道设计竞赛甲组题目的背景设定为不规则形状小行星（Eros 433小行星，如图1所示）表面巡游探测（以及小行星重力场精密探测）任务。该任务由1颗探测器和3颗完全相同的机器人在30天内协同完成。初始时刻，探测器携带机器人从远处接近小行星。此后，探测器在小行星附近的安全区域（定义见后文中的图4）飞行，不着陆小行星表面。3颗机器人在任务期限内由探测器依次择机释放，然后自主飞往小行星表面实现软着陆，并在着陆点（及其附近区域）开展不少于2天的探测活动，对该着陆点的探测完成后，机器人可以飞往其它区域继续实施探测。期望通过合理设计探测器和3颗机器人的飞行轨道，从而使得机器人所能探测的小行星表面区域最大化，并设法让探测器与3颗机器人的总燃料消耗质量最小化。探测器与机器人在飞行过程中不考虑碰撞问题。 图1 Eros 433小行星 2.设计指标和评价标准 将Eros 433小行星表面用一系列三角形平面近似，如图2所示。数据文件Eros433.txt中给出了所有三角形的顶点（v）及其在小行星固联坐标系（定义见1博士研究生（中国科学院大学），zhuxiaolong11@https://www.doczj.com/doc/871125174.html, 2高级工程师，wangwenbin@https://www.doczj.com/doc/871125174.html, 3研究员，gaoyang@https://www.doczj.com/doc/871125174.html,
3.2节）中的坐标位置以及各个三角形平面（f ）的顶点编号，文件Eros433_label.txt 是对Eros433.txt 的进一步说明。为简化飞行轨道的优化设计，机器人仅考虑在顶点软着陆，并且在该顶点的停留时间不少于2天，即完成对该顶点（及其附近区域）的探测，并记入1分，此后机器人可以从该顶点起飞抵达其它顶点继续实施探测。新的探测顶点与所有此前已计分的顶点之间的距离（顶点间的距离矩阵见文件distance.txt ，顶点间距离定义为表面最短路径而非空间直线）均不得小于 5km ，否则对该顶点的探测不计分。在顶点处软着陆与起飞的定义见后文4.2节的描述。 图2 Eros 433小行星的多面体模型，包含856个顶点与1708个三角形平面 第一设计指标定义为最大化3颗机器人成功实施探测的顶点数目（或对顶点探测所计的分数）之和： 3 11 v i i J ==∑ (1) 式(1)中，v i 表示第i 颗机器人成功实施探测的顶点数目。 当第一设计指标()1J 相同时，第二设计指标定义为最小化探测器与3颗机器人的总燃料消耗质量： 3 21 s i i J m m ==?+?∑ (2) 式(2)中，s m ?表示探测器的燃料消耗质量（kg ），i m ?表示第i 颗机器人的燃料消耗质量（kg ）。如果两组结果的设计指标()2J 相差0.1%之内，认为该两组结果的设计指标相同。
井控检查试卷 试卷类型：A 考试时间：40分钟 单位：岗位：姓名：成绩：一、判断题：（每小题1分，共35分） （）1、井控就是采用一定的方法平衡地层孔隙压力，即油气井的压力控制技术。 （）2、井喷失控是钻井工程中性质严重、损失巨大的灾难性事故，。 （）3、地层的埋藏深度越深，岩石的密度越大，孔隙度越小，上覆岩层压力越小。 （）4、地层漏失压力试验是指当钻至套管鞋以下第一个砂岩层时（或出套管鞋3～5m），用水泥车进行试验。 （）5、井底压力是不随钻井作业工况而变化的。 （）6、油水井的钻井液静液压力安全附加值为：1.5～3.5MPa。 （）7、无论是在国内钻井还是在国外钻井，是在海上还是在陆上，是在热带丛林还是在严寒地区钻井，都要遵守中国的有关规定。 （）8、合理的钻井液密度应该略大于（平衡）地层压力，大于漏失压力，而小于坍塌压力、破裂压力。 （）9、起钻过程中井筒内钻井液液面下降最大不允许超过50m。 （）10、硬关井的主要特点是地层流体进入井筒的体积多，即溢流量大。 （）11、下尾管时发生溢流，如果尾管已快接近井底，应尽力强行下到预定的位置。（）12、关井后要及时组织压井，如果是天然气溢流，可允许长时间关井而不作处理。（）13、压井时，为了实现井底压力与地层压力的的平衡，可以通过调节节流阀来控制立管压力。 （）14、压井时可以利用正常钻进时排量快速循环排除溢流。 （）15、压井钻井液密度的大小与关井立管压力有直接的关系。 （）16、每次开井后必须检查环形防喷器是否全开，以防挂坏胶芯。 （）17、打开闸板防喷器前，必须先逆时针旋转闸板防喷器锁紧轴两侧操纵手轮到位解锁。（）18、手动平板阀可以当节流阀使用。 （）19、H2S防护演习应保证至少两人在一起工作，禁止任何人单独出入H2S污染区。 （）20、钻具浮阀在正常钻井情况下，钻井液冲开阀盖进行循环。当井下发生溢流或井喷时，阀盖关闭达到防喷的目的。 （）21、球形胶芯环形防喷器，当井内有钻具时不能用切割胶芯的办法进行更换胶芯。（）22、若井喷与漏失发生在同一裸眼井段中，应先压井，后处理井漏。 （）23、一般情况下，井底通常是裸眼井段最薄弱的部分。 （）24、SY/T 5053.1《防喷器及控制装置防喷器》中规定我国液压防喷器的公称通径共分为9种。 （）25、5″半封闸板对5″钻具才能实现封井，否则不能有效密封。 （）26、地层破裂压力是指某一深度地层发生破裂和裂缝时所能承受的压力。 （）27、地层漏失压力试验时，如果压力保持不变，则试验结束。 （）28、地面压力的变化会影响井底压力的变化。 （）29、按规定，井口装置的额定工作压力要与地层压力相匹配。 （）30．从天然气侵入井内的方式来看，当井底压力大于地层压力时，天然气不会侵入井内。 二、单项选择题：（每小题1分，共35分） 1、地层流体无控制地涌入井筒，喷出转盘面（）米以上的现象称为井喷。 A、0.5 B、1 C、1.5 D、2 2、压力梯度是指( )压力的增加值。 A、某一深度 B、套管鞋深度 C、单位井深 D、单位垂直深度
动量守恒定律专题8 小球（滑块）----圆弧轨道模型 例题1、如左下图，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上．槽的左侧有一竖直墙壁．现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆柱槽相切并从A点进入槽内．正确的是( ) A．小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动 B．小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功 C．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒 D．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向动量不守恒 例题2、带有1/4光滑圆弧轨道质量为M的滑车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为M的小球以速度v0水平冲上滑车，到达某一高度后，小球又返回车的左端，则[ ] A．小球以后将向左做平抛运动 B．小球将做自由落体运动 C．此过程小球对小车做的功为D．小球在弧形槽上升的最大高度为 例题3、如图所示，A和B并排放在光滑的水平面上， A上有一光滑的半径为R的半圆轨道，半圆轨道右侧顶点有一小物体C，C由顶点自由滑下，设A、B、C的质量均为m．求： （1）A、B分离时B的速度多大？（2）C由顶点滑下到沿轨道上升至最高点的过 程中做的功是多少？ 例题4、两质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上，A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示，一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h。物块从静止滑下，然后滑上劈B。求物块在B上能够达到的最大高度。 例题5、如图所示，光滑水平面上有一质量M＝4.0kg的平板车，车的上表面右侧是一段长L＝1.0m的水平轨道，水平轨道左侧连一半径R=0.25m的1/4光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在O/点相切．车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧，一质量m＝1.0kg的小物块紧靠弹簧，小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.5．整个装置处于静止状态，现将弹簧解除锁定，小物块被弹出，恰能到达圆弧轨道的最高点A，g取10m/s2．求： （1）解除锁定前弹簧的弹性势能； （2）小物块第二次经过O/点时的速度大小； （3）最终小物块与车相对静止时距O/点的距离．
航天器轨道理论在空间目标编目管理中的应用对空间目标的编目管理可以追溯到1957年第一颗人造地球卫星的发射升空。随着空间科学的日益发展,空间目标编目管理的应用范围已经从起初的军事领域扩展到了民用领域,并且贯穿从卫星发射、在轨运行到陨落返回的整个卫星生命周期。尤其是近年来随着空间碎片对航天活动的威胁正在逐渐增大,为了有效的减小空间碎片与在轨卫星的碰撞风险,对空间目标编目管理的需求愈加迫切。这是因为,编目管理的工作不仅可以保证航天任务的顺利进行,而且可以降低空间 碎片环境进一步恶化的风险。 这篇论文主要论述的是航天器轨道理论在空间目标编目管理中的应用。涉及编目管理中包括精密定轨、新目标编目和轨道预报在内的多个数据处理环节。文章的绪论部分主要是关于空间目标编目管理系统的介绍。重点描述了编目管理的数据处理流程,以及相应的数据处理方法。 其目的在于从整体上介绍空间目标编目管理系统的运行方式,描述各个数据处理环节中的技术方法和难点,为论文主体内容的阐述做铺垫。第一章是对 SGP4/SDP4轨道原理及其计算方法的深入分析。SGP4/SDP4是与美国空间监测网发布的两行根数(TLE)相匹配的轨道预报模型。由于TLE数据是目前全球公开发布的编目数量最多并且应用最为广泛的空间目标编目数据,因此有必要通过对SGP4/SDP4模型的研究从原理上分析TLE数据预报的精度。 本章全面深入的阐述了SGP4/SDP4模型中构造受摄运动方程分析解的数学 方法。具体而言,对于适用于低轨空间目标轨道预报的SGP4模型,描述了在保守力作用下通过正则变换构造运动分析解的方法,并且将其扩展到非保守系统,进 而建立加入了大气阻力摄动作用情况下的轨道预报模型。对于适用于中高轨空间目标轨道预报的SDP4模型,文章描述了第三体摄动力分析解的构造方法,并且分析了在共振条件下地球非球形引力田谐项摄动分析解的构造过程。对两个模型涉及的坐标系和平均根数(特别是轨道半长径)的确切含义作了相应的阐述。 第二章是对精密定轨理论及其应用的研究。本章的第一部分是对精密定轨基本理论的阐述,包括非线性系统的线性化过程,测量矩阵、状态转移矩阵的计算方法,并且描述了两种最优估计方法。第二部分是对精密定轨中星历计算方法的描述,包括数值法和分析法两种方法。阐述了利用拟平均根数法构造分析法星历计
井控工艺第一章 1、某井因堵水眼而起钻，已知5″钻杆排代量为4升/米，内容积为10升/米，若起钻外泄的泥浆有2/3从钻台流回井内，1/3流进园井，则每起3柱钻杆（约90米）应灌（）方泥浆？（类别：钻井A ) B A、1.26 、某井因堵水眼而起钻，已知5″钻杆排代量为4升/米，内容积为10升/米，若起钻外泄的泥浆有2/3从钻台流回井内，1/3流进园井，则每起3柱钻杆（约90米）应灌（）方泥浆？（类别：钻井A ) B B、0.66 C、0.36 2、某井钻进时发现气侵，测得泥浆池液面上升0.5方，如果此时环空容积为24升/米，泥浆密度1.3g/cm3，井底压力下降值为（）。（类别：钻井A ) A A、0.27 MPa B、0.65 MPa C、0.15 MPa 3、某井套管鞋深2000米，在用泥浆密度1.2g/cm3,若油层当量泥浆密度为1.4g/cm3，则钻开油气层前地层承压能力试验的井口压力应为（）。（类别：钻井A ) C A、24 MPa B、28 MPa C、3.92 MPa 4、哪个是预防溢流的主要措施？（类别：钻井A ) C A、井喷时用防喷器关井 B、压井过程中使用的低泵速压力 C、用泥浆液柱压力平衡地层压力 D、用溢流监测设备及时发现溢流 5、下列哪些现象表明井底压差接近为零？（类别：钻井A ) D A、快钻时 B、接单根后效 C、起钻后效 D、以上全是 6、下列哪三个对精确计算套管鞋处地层破裂压力是重要的？（类别：钻井A ) B A、准确的泵冲计数器；准确的压力表；准确的井眼容积 B、准确的压力表；精确的泥浆密度；精确的套管鞋垂深 C、精确的泥浆密度；精确的套管鞋垂深；准确的井眼容积 7、浅层钻进时，最大的风险是钻遇浅层气。因此应控制钻速，使单根钻时大于迟到时间（）。（类别：钻井A ) A A、对 B、错 8、浅层钻进时，最大的风险是钻遇浅层气。起钻时应早停泵，防止冲塌井壁（）。（类别：钻井A ) B A、对 B、错 9、浅层钻进时，最大的风险是钻遇浅层气。使用大尺寸喷咀的钻头，以便循环堵漏材料（）。（类别：钻井A ) A
计算题类型 1、某井已知垂直井深为2000m,钻井液密度为1、30g/cm 3,求钻井液的静液压力？ MPa ：MPa gh ：m 48.2548.25200000981.030.1钻井液的静液压力为答解=??==P ρ 2、某井已知垂直井深3000 m,井内钻井液密度就是1、2 g/cm3,求钻井液产生的静液压力就是多少？ MPa 288.35:MPa 288.35300000981.02.1:是钻井液产生的静液压力答解=??==P gh m ρ 3、已知井内钻井液密度就是1、24 g/cm3,求压力梯度就是多少? KPa KPa g G m 164.12:164.1281.924.1:压力梯度是答解=?==ρ 4、某井已知垂直井深2000m,该处的地层压力为26、46Mpa,求平衡该地层所需的钻井液密度？ 3m cm /35g .12000/26460102.0102P/H .0=?==ρ解： 答:平衡该地层所需的钻井液密度为1、35g/cm 3。 5、某井已知井深2760m,井内充满钻井液密度为1、20g/cm3,关井立管压力就是2400Kpa,求井底的地层压力就是多少？ 891Mpa .3434891Kpa 32941240027602.19.812400F F F F m d p b ==+=??+=+==）（解：答:井底的地层压力就是34、891Mpa 。 6、已知钻井液密度1、44g/cm3,垂直井深为2438m,环形空间压力损失为1、034Mpa,求2438m 处的当量钻井液密度。 3 31.48g/cm 0.04321.44 cm /0432g .081.9/2438/034.1=+===当量钻井液密度解：钻井液密度增量 答:2438m 处的当量钻井液密度就是1、48g/cm 3。 7、某井在正常循环时,已知钻井液密度1、2g/cm3垂直井深3000m,环形空间压力损失1、30Mpa,求:正常循环时的井底压力？ 36.58 1.335.2828Mpa .353000 2.18.98.9=+=+==??=??=环空压力损失钻井液静液压力正常循环时的井底压力垂直井深钻井液密度解：钻井液压力 答:正常循环时的井底压力就是36、58Mpa 。 8、某井已知垂直井深3200m,气层压力为50MPa,请确定钻开气层所需的钻井液密度？ ()3 e p p 3 p p cm /74g .1~66.115.0~07.059.159g/cm .13200/50000102.0H /102P .0=+=+==?==ρρρρ解： 答:钻开气层所需的钻井液密度为1、66~1、74g/cm 3。 9、某井技术套管下至井深2500m(垂深),套管鞋处地层的破裂压力梯度为18KPa/m,井内钻井
四分之一圆轨道 部门： xxx 时间： xxx 整理范文，仅供参考，可下载自行编辑
四分之一圆轨道 如图所示，四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切，它们与另 一水平轨道CD在同一竖直面内，圆轨道OA的半径R=0.45m，水平 轨道AB长S1=3m, OA与AB均光滑。一滑块从O点由静止释放，当 滑块经过A点时，静止在CD上的小车在F=1.6N的水平恒力作用下 启动，运动一段时间后撤去力F。当小车在CD上运动了S2=3.28m 时速度v=2.4m/s,此时滑块恰好落入小车中。已知小车质量M=0.2Kg,与CD间的动摩擦因数u=0.4。<取g=10m/s2） 求：<1）恒力F的作用时间t。 <2）AB与CD的高度差h。 该滑块的质量为，运动到点的速度为，由动能定理得 ⑧
设滑块由点运动到点的时间为，由运动学公式得 ⑨ 设滑块做平抛运动的时间为，则 ⑩ 由平抛规律得 联立②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩ 式，代入数据得 竖直平面内的轨道ABCD 由水平滑道AB 与光滑的 四分之一圆弧滑 道CD 组成，AB 恰与圆弧CD 在C 点相切，轨道放在光滑的水平面 上，如图所示，一个质量为m 的小物块<可视为质点），从轨道的A 端以初动能E 冲上水平滑道AB ，沿着轨道运动，由DC 弧滑下后停 在水平轨道AB 的中点。已知水平滑道AB 长L ，轨道ABCD 质量为 M=3m ，求：小物块在水平滑道上受的摩擦力的大小。b5E2RGbCAP 解：小物块冲上轨道的初速度设为 )21(2mv E v =，最终停在AB 的中 点，跟轨道有相同的速度，设为V 在这个过程中，系统动量守恒，有V m M mv )(+=①
井控技术试卷 注意：请将正确答案填写在答题卡表中！ 一、填空题，把正确的内容填在对应的“”上，(每小题2分，共30分)。 1、在钻开含硫油气层前50m，将钻井液的pH值调整到9.5以上直至完井。 2、一级井控就是采用适当的钻井液密度，建立足够的液柱压力去平衡井底压力的工艺技术。 3、值班房、发电房等应在井场季节风的上风处，距井口不小于30m，且相互间距不小于20m m，井场内应设置明显的风向标和防火防爆安全标志。 4、高含硫油气井是指地层天然气中硫化氢含量高于150mg/m3的井。 5、地层压力指地层流体所具有的压力。 6、在将井内气侵钻井液循环出井时，为了不使井口和井内发生过高的压力，必须允许天然气膨胀。 7、压井就是将具有一定性能和数量的液体，泵入井内，并使其液柱压力相对平衡于地层压力的过程。 8、井底常压法，是一种保持井底压力不变而排出井内气侵钻井液的方法，就是使井底压力保持恒定并等于（或稍稍大于）井底压力，这是控制一口井的唯一正确方法。 9、每只钻头入井钻进前，应以1/3—1/2正常流量测一次低泵冲循环压力，并作好泵冲数、流量、循环压力记录 10、压井液密度以地层空隙压力当量钻井液密度值为基准，另加一个安全附加值，气井附加值是0.07—0.15g/cm3 11、受气体影响，关井状态井口和井底压力都在增大。 12、钻进作业，坐岗工应注意观察出口流量、钻时、岩性、气泡、气味、油花，测量循环罐液面、钻井液密度和粘度、气测值、氯根含量等变化情况，每隔15min对循环罐液面作一次观察记录，遇特殊情况应加密观察记录，发现异常情况及时报告司钻。 13、在钻井作业中，井底压力最小的工况是起钻。 14、若需用环形防喷器进行不压井起下钻作业，在套压不超过7MPa且井内为18°斜坡接头钻具的情况下，控制起下钻速度不得大于0.2m/s，由上级单位批准并组织实施。 15、钻头在油气层中和油气层顶部以上300m井段内起钻速度不应超过0.5m/s，维持钻井液良好的造壁性和流变性，避免起钻中井内发生严重抽吸。 二、选择题(有单选、多选题，每小题2分，多、少、错选均不得分，共40分) 16、井喷发生后，无法用常规方法控制井口而出现敞喷的现象称之为 B 。 A、井喷 B、井喷失控 C、井涌 D、井侵 17、岩石的___C _是指在一定压差下，岩石允许流体通过的能力。A 裂缝性 B 压实性 C 渗透性 D 易塌性 18、在硫化氢含量为 D 是第三级报警值。A、10ppm B、20ppm C、30ppm D、100ppm 19、起管柱作业中，灌入量 C 起出管柱的替排量时，说明发生了抽吸溢流。 A、大于 B、等于 C、小于 20、施工作业时，及时发现__ B 是井控技术的关键环节。A、井漏B、溢流C、井侵D、井喷 21、使用适当的钻井液密度就能实现对地层压力的控制，是A 。A、一级井控B、二级井控C、三级井控 22、井底压差是指井底压力与 A 之差值。 A、地层压力 B、地层漏失压力 C、地层破裂压力 23、 A _梯度指的是每增加单位垂直深度压力的变化值。A地层压力B静液柱压力C井底压力D井口压力 24、在井内正压差条件下，少量天然气进入井筒是天然气的 C 。 A、压缩性 B、膨胀性 C、扩散性 D、易燃易爆性 25、泵压（即循环压力损失）的大小取决于ABCD。A 钻井液切力B钻井液粘度 C 排量 D 管柱深度 26、在钻井作业中，为了维护钻井液性能，减少硫化氢的危害性，应在钻井液中加入__C__物质。 A、酸性 B、中性 C、碱性 D、活性 27、当硫化氢浓度达到安全临界浓度（30mg/m3），非应急人员应往 D 方向撤离。 A、顺风高处 B、顺风低处 C、逆风低处 D、逆风高处 28、压井成功的特征有___BC___。 A、压井液全泵入 B、出口密度等于进口密度 C、出口排量等于进口排量 D、停泵关井油压、套压均为零 29、软关井的优点是____C _。 A、容易产生水击现象 B、关井时间比较长 C、对井口冲击比较小 D、关井时间比较短 30、天然气密度（0.000603g/cm3）比钻井液小得多，钻井液中的天然气，在密度差的作用下，不论是开着井还是关 着井、气体向_ A _的运移总是要产生的。A、井口B、井底C、地层D、不动 31、在防喷演习中，关节流阀试关井的目的是（ B ）。 A、向值班干部汇报； B、防止超过最大允许关井套压值； C、防止井口失控； 32、钻井过程中，钻井液液柱压力下限要保持与_ A _相平衡，既不污染油气层，又能实现压力控制。 A、地层压力 B、地层漏失压力 C、地层破裂压力 D、井底流动压力 33、井控的原理是在整个井控作业过程中，始终保证井底压力 B 地层压力。 A、大于 B、等于或略大于 C、小于 34、钻井作业施工的井喷事故，只要____AB __ 是可以避免的。 A、预防准备工作充分 B、措施得当及时组织加以控制 C、工作条件好 D、工作环境好 35、引起钻井液柱压力下降的主要原因有_ABCD_。 A、钻井液密度偏低 B、起钻抽吸 C、井漏 D、灌入量不足或灌浆不及时
导向钻井技术 （胜利钻井工程技术公司周跃云） 基本概念 在定向井、水平井钻井中，为了使井眼轨迹得到合理的控制，世界各国相继开发研究了各种相应的技术，这些技术大致可分为两方面：一是预测技术，一是导向技术。 预测技术是根据力学和数学理论，对影响井眼轨迹的各种因素进行分析研究，从而预测各种钻具组合可能达到的预期效果。但目前的预测技术水平远远低于所要求的指标。鉴于此，导向技术应运而生。 导向技术是根据实时测量的结果，井下实时调整井眼轨迹。井下导向钻井技术是连续控制井眼轨迹的综合性技术，它主要包括先进的钻头（一般为PDC钻头）、井下导向工具、随钻测量技术（MWD、LWD等）以及计算机技术为基础的井眼轨迹控制技术,其主要特点是井眼轨迹的随钻测量、实时调整。 导向钻井技术是随油藏地质的要求和钻井采油地面条件的限制而逐步发展起来的。在这种技术中，井下导向钻井工具处于核心地位，它决定导向钻井系统的技术水平，导向技术则是导向钻井系统的关键技术。
一、导向钻井的工具和仪器 定向井技术的进步与定向井工具和仪器的发展是相辅相成的，是密不可分的。定向井钻井实践的需要，设计开发了专门用于定向井的工具和仪器，并在钻井实践中得到完善和提高；随着定向井工具和仪器的发展，极大地推动了定向井工艺技术水平的进步；而工艺技术的进步，对定向井工具仪器又提出了更新更高的要求。胜利油田以及我国定向井发展的历程，充分地说明了这一辩证关系。 1.1 导向工具的主要类型 随着定向井、水平井和大位移延伸井的日益增多，各种相应的井下工具相继出现，如弯接头，变壳体马达，各种稳定器等。对这些工具一般要分为两大类：一为滑动式导向工具，二为旋转式导向工具。两者的主要区别在于导向作业时，上部钻柱是否转动，若不转动，则为滑动式导向工具，否者为旋转式导向工具。 1.1.1 滑动式导向工具 滑动式导向工具在导向作业时，转盘停止转动并被锁住，只有井底马达作业。调整好工具面，钻进一段时间后，再开动转盘，使整体钻柱旋转，以减少摩阻及改善井眼清洗程度，随后再根据需要进行定向作业。可以看出，这种作业方式要把大量的时间花费在定向作业上，尤其是深井作业更是如此。但其优点是成本低，易于实现。
培训类别：钻井井控级别：中级试题编号：2003-002 一以下各题均为单项选择题，请在答题卡上选出正确答案。(每题1分，共35分) 1、二级井控的主要内容是。 A关井和压井 B 关井和等措施 C 关井和检修设备 D 关井和不压井强行起下钻 2、二级和三级井控的目的是。 A防止井喷事故 B 处理复杂情况 C 调整钻井液密度C恢复到一级井控状态 3、压力有四种表示方法：⑴压力单位；⑵压力梯度；⑶压力系数⑷。 A气体密度 B 当量密度 C 固体密度 D 岩石密度 4、钻井液和压井液密度的确定主要是依据。 A激动压力 B 抽吸压力 C 关井立、套压D地层压力 5、提钻时作用于于井底的压力是。 A环空液柱压力+抽吸压力 B 环空液柱压力—抽吸压力 C 环空液柱压力+激动压力 D 环空液柱压力—激动压力 6、发生溢流，表明井内出现。 A零压差 B 正压差 C 负压差 7、溢流关井后，井内产生圈闭压力的主要原因，一是泵未停稳就关了井，二是。 A井内出现了新的溢流 B 钻具内外压力不平衡 C 地层压力恢复缓慢 D 天然气带压滑脱上升 8、深井钻井液被气侵得相当严重，钻井液静液柱压力。 A)不降低 B 大幅度降低 D 降低不多 9、天然气溢流关井后，天然气带压滑脱上升过程中，井口关井立、套压不断上升，作用于井眼内各处压力均。 A不增大 B 不降低 C 不断增大 D 不断降低 10、因硫化氢（H2S）是气体，少量硫化氢（H2S）进入井筒后，提高钻井液的PH值可以减少它的危害。 A强碱性 B 强酸性 C 中性 11、气侵对钻井液静液柱压力减少值的影响是气层越深影响越小，气层越浅。 A不影响 B 影响越大 C 影响一般 12、及时发现溢流及时正确关井的目的是。 A保持井内钻井液的最高密度 B 保持井内最高液柱 C 保证较低的关井立管压力D保证较低的压井泵压 13、坐岗的目的主要是通过发现溢流。
类碰撞问题（一） 相互作用的两个物体在很多情况下运动特征与碰撞问题类似，可以运用动量、能量守恒来分析， 物块弹簧模型是一类典型的问题。我们首先结合下面的例子， 说明如何分析物块弹簧模型的运动情景。 问题】 如图所示， 物块 B 左端固定一轻弹簧， 静止在光滑的水平面上， A 物体 以速度 v 0向 B 运动， 假设 A 与弹簧接触之后立即与弹簧 粘连在一起不再分开，那么此后 A 、 B 与弹簧相互作用的过程 中，运动情景如何呢？ 分析】 A 、 B 的运动涉及追及相遇问题，重点要把握住：两物体距离最近（弹簧最短）或最远（弹 簧最长）时二者的速 度相等。 ⑴ 弹簧刚开始被压缩的过程中， B 受到弹簧的弹力向右做加速运动， A 受到弹力做减速 运动，开始时 A 的速度大于 B 的速度，弹簧一直被压缩；⑵ 当 A 、B 的速度相等时，弹簧缩 短到最短，此时弹簧的弹性势能最大；⑶ 此后由于 A 继续减速， B 继续加速， B 的速度开始 大于 A 的速 度，弹簧压缩量逐渐减小；⑷ 当弹簧恢复至原长时，弹性势能为零， A 的速度减 至最小， B 的速度增至最大；⑸ 此后弹簧开始伸长， A 做加速运动， B 做减速运动；⑹ 当 弹簧伸长至最长时， A 、B 的速度再次相等， 弹簧的弹性势能最大； ⑺ 此后 A 继续加速， B 继 续减速，弹簧逐渐缩短至原长；⑻ 当弹簧再恢复至原长时，弹性势能为零， A 的速度增至最 大， B 的速度减至最小。此后将重复上述过程。 上面我们从受力和运动的角度，分析了弹簧的运动情景。如果两物体是在光滑水平面上 运动，系统的动量守恒；在这个过程中只有两物体的动能和弹簧弹性势能的相互转化；因此， 我们可以从动量和能量的角度来分析问题。设任意时刻 A 、 B 的速度分别为 v A 、 v B ，弹簧的 m A v 0 m A v A m B v B ； 1 2 1 2 1 2 m A v 0 m A v A m B v B E p ； 2 A 0 2 A A 2 B B p 由此可以求解整个运动过程中各种速度及弹性势能的极值问题， 请同学们自 己分析。 对比碰撞模型， 我们会发现： 从初始到弹簧压缩到最短的过程， 实际上是一个完全非弹性碰撞的过程；从初始到弹簧第一次恢复原 长过程，实际上是一个弹性碰撞的过程；两个模型所列出的动量、 能量守恒方程类似（只是非弹性碰撞过程中损失的能量表现为弹性 势能），因此我们可以直接套用上 一讲碰撞问题中得出的结果。 上面我们通过具体的情景， 说明了物块弹簧模型的分析方法， 对于不同初始状态 （如 两个物块都运动） 、多物体多过程等其它复杂情况，请同学们结合具体问题自己进行分析。 教师版说明：⑴ 物块弹簧模型比较复杂， 讲义中重点分析了运动情景并给出了利用动量能量守恒解决 问题的思路，并没有给出速度和弹性势能的极值等结论，老师可以在分析的过程中推导结果。⑵ 老师 可以重点说明一下物块弹簧模型与碰撞问题的相似性，直接用碰撞的结论可以简化很多问题。⑶ 由于 学生可能没有学过简谐振动的内容，因此讲义中没有给运动过程中的 v t 图象；如果学生可以接受， 老师也可以根据情况 自己补充这个内容，加深对运动情景的理解。 ——弹簧与圆弧轨道问题 13.1 弹簧问题 知识点睛 弹性势能为 E p 。 由动量守恒可得： 由能量守恒可得： 具体结果
小球落进圆弧轨道小车的两道题（参考答案） 一、经典习题 1． 【答案】B 【解析】A 、小球与小车组成的系统在水平方向所受合外力为零，水平方向系统动量守恒，但系统整体所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A 错误； B 、C 、小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，小球由A 点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故C 错误；B 正确； D 、小球第一次在车中滚动损失的机械能为0.2mgh 0，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于0.2mgh 0，机械能损失小于0.2mgh 0，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于0.8h 0，故D 错误； 2． 【答案】D 【解析】A 、小球与小车组成的系统在水平方向所受合外力为零，水平方向系统动量守恒，但系统整体所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A 错误； B 、系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：mv-mv′=0，解得小车的位移：x=R ，故B 错误； C 、小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，小球由A 点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故C 错误； D 、小球第一次车中运动过程中，由动能定理得： W f 为小球克服摩擦力做功大小，解得：W f =41mgh 0，即小球第一次在车中滚动损失的机械能为4 1mgh 0，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于 41mgh 0，机械能损失小于41mgh 0，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于：,而小于4 3h 0，故D 正确；