2定向井测斜计算(换底)
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定向井井身轨迹计算公式井身轨迹计算公式通常基于方位角和倾角的变化,通过测量这两个参数并施加合适的计算方法,从而获得井身轨迹的实时数据。
以下为常见的井身轨迹计算公式的详细介绍。
1.一般井身轨迹计算公式:在一般情况下,井身轨迹可以通过使用方位角(Azimuth)和倾角(Inclination)来计算。
方位角是井身相对于参考轴线的平面角度,倾角是井身相对于参考轴线的垂直角度。
(1)水平井身轨迹计算公式:对于水平井身,方向角为固定值0度,而倾角根据测量得到。
根据勾股定理的公式,可重写为:X=COS(倾角)*MDY=SIN(倾角)*MDZ=0其中,X、Y、Z分别是井身在三维空间坐标系中的X、Y、Z轴坐标,MD为测量的累计测深或测距。
(2)非水平井身轨迹计算公式:对于非水平井身,方向角和倾角都是动态变化的。
根据测量得到的方向角和倾角,可以使用三角函数计算井身在三维空间中的坐标位置。
X=COS(方位角)*COS(倾角)*MDY=SIN(方位角)*COS(倾角)*MDZ=SIN(倾角)*MD其中,X、Y、Z分别是井身在三维空间坐标系中的X、Y、Z轴坐标,MD为测量的累计测深或测距。
2.井身轨迹计算方法:井身轨迹的计算方法有很多,以下是其中两种常见的方法:(1)正演计算法:正演计算法是一种基于初始位置和起始方向进行连续迭代计算的方法,通过在每个测深点处使用三角函数和向量运算,根据方向角和倾角计算后面的点的位置。
这种方法适用于复杂的三维轨迹计算。
(2)逆演计算法:逆演计算法是一种从目标位置逆向计算的方法,它通过目标位置和方向,以及前一个点的位置和方向,通过反向的三角函数和向量运算计算前一个点的位置。
这种方法适用于实时测量和校正井身轨迹。
3.计算误差和改进方法:根据测量过程和仪器的精度,井身轨迹计算可能会引入误差。
为了减小误差,可以采用以下方法:(1)校正误差:在测量过程中,根据测量仪器的精度和标定,进行误差校正和修正。
定向井施工中常用计算方法钻井一公司赵相泽编内部资料。
讲课用,错误难免,请误外传一、定向井剖面专业术语1、井深:井眼轴线上任一点,到井口的井眼长度,称为该点的井深,也称该点的测量井深或斜深。
2、垂深:井眼轴线上任一点,到井口所在水平面的距离。
3、水平位移:井眼轨迹上任一点,与井口铅垂线的距离。
也称该点的闭合距。
4、井斜角:井眼轴线上任一点的井眼方向,与通过该点的重力线之间的夹角。
5、最大井斜角:全井井斜角的最大值。
6、方位角:在以井眼轨迹上任一点为原点的平面坐标系中,以通过该点的正北方向为始边,按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上的投影线为终边,其所转过的角度称为该点的方位角。
7、造斜率:在定向井中,开始定向造斜的位置叫造斜点。
通常以开始定向造斜的井深来表示。
8、井斜变化率:单位井段内井斜角的变化值。
通常以两测点间井斜角的变化量与两测点间的井段的长度的比值表示。
9、方位变化率:单位井段内方位角的变化值。
通常以两测点间方位角的变化量与两测点间的井段的长度的比值表示。
10、造斜率:表示造斜工具的造斜能力。
11、全角变化率:在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。
12、增斜率:井斜角随井深增加的井段。
13、稳斜段:井斜角保持不变的井段。
14、降斜段:井斜角随井深增加而逐渐减小的井段。
15、目标点:设计规定的必须钻达的地层位置。
通常以地面井口为坐标原点的空间坐标系的坐标来表示。
16、靶区半径:允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点的水平距离。
17、靶心距:在靶区平面上,实钻井眼轴线与目标点之间的距离。
18、工具面:在造斜钻具组合中,由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面。
19、反扭角:使用井底马达带弯接头进行定向造斜或扭方位时,动力钻具启动前的工具面与启动后且加压钻进时工具面之间的夹角。
反扭角总是工具面逆时针转动。
20、高边:定向井的井底是一个呈倾斜状态的圆平面,称为井底圆。
井底圆上的最高点称为高边。
定向井施工中常用计算方法一、方位角计算在定向井施工中,方位角是指井眼对准目标方向所需要的角度。
1.使用正弦定理计算方位角:若知道当前位置与下一目标位置的距离d,当前方位角Φ和井斜角I,以及投影角度A,可以使用正弦定理计算出目标方位角B。
B = Φ - arcsin(sin(A) * sin(I) / sin(d))二、井斜角计算在定向井施工中,井斜角是指井斜的角度。
1.使用三角函数计算井斜角:若知道当前位置与下一目标位置的距离d和目标方位角B,可以使用三角函数计算出井斜角I。
I = arcsin(sin(B - Φ) * sin(d))三、井斜距计算在定向井施工中,井斜距是指井眼移动的水平距离。
1.使用三角函数计算井斜距:若知道井斜角I和距离d,可以使用三角函数计算出井斜距T。
T = d * cos(I)四、投影距离计算在定向井施工中,投影距离是指井眼投射到垂直平面的水平距离。
1.使用三角函数计算投影距离:若知道井斜角I和距离d,可以使用三角函数计算出投影距离H。
H = d * sin(I)五、井身长度计算在定向井施工中,井身长度是指井身的长度。
1.使用勾股定理计算井身长度:若知道井斜距T、投影距离H和当前深度d,可以使用勾股定理计算出井身长度L。
L = sqrt(H² + T²) + d综上所述,定向井施工中常用的计算方法包括方位角计算、井斜角计算、井斜距计算、投影距离计算和井身长度计算等。
这些计算方法可以帮助工程师在实际施工中准确地控制井眼的方向和位置,保证井眼穿越目标地层,并实现成功的定向井施工。
定向井施工中常用计算方法钻井一公司赵相泽编内部资料。
讲课用,错误难免,请误外传一、定向井剖面专业术语1、井深:井眼轴线上任一点,到井口的井眼长度,称为该点的井深,也称该点的测量井深或斜深。
2、垂深:井眼轴线上任一点,到井口所在水平面的距离。
3、水平位移:井眼轨迹上任一点,与井口铅垂线的距离。
也称该点的闭合距。
4、井斜角:井眼轴线上任一点的井眼方向,与通过该点的重力线之间的夹角。
5、最大井斜角:全井井斜角的最大值。
6、方位角:在以井眼轨迹上任一点为原点的平面坐标系中,以通过该点的正北方向为始边,按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上的投影线为终边,其所转过的角度称为该点的方位角。
7、造斜率:在定向井中,开始定向造斜的位置叫造斜点。
通常以开始定向造斜的井深来表示。
8、井斜变化率:单位井段内井斜角的变化值。
通常以两测点间井斜角的变化量与两测点间的井段的长度的比值表示。
9、方位变化率:单位井段内方位角的变化值。
通常以两测点间方位角的变化量与两测点间的井段的长度的比值表示。
10、造斜率:表示造斜工具的造斜能力。
11、全角变化率:在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。
12、增斜率:井斜角随井深增加的井段。
13、稳斜段:井斜角保持不变的井段。
14、降斜段:井斜角随井深增加而逐渐减小的井段。
15、目标点:设计规定的必须钻达的地层位置。
通常以地面井口为坐标原点的空间坐标系的坐标来表示。
16、靶区半径:允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点的水平距离。
17、靶心距:在靶区平面上,实钻井眼轴线与目标点之间的距离。
18、工具面:在造斜钻具组合中,由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面。
19、反扭角:使用井底马达带弯接头进行定向造斜或扭方位时,动力钻具启动前的工具面与启动后且加压钻进时工具面之间的夹角。
反扭角总是工具面逆时针转动。
20、高边:定向井的井底是一个呈倾斜状态的圆平面,称为井底圆。
井底圆上的最高点称为高边。
定向井施工中常用计算方法钻井一公司赵相泽编内部资料..讲课用,错误难免,请误外传一.定向井剖面专业术语1.井深:井眼轴线上任一点,到井口地井眼长度,称为该点地井深,也称该点地测量井深或斜深.2.垂深:井眼轴线上任一点,到井口所在水平面地距离.3.水平位移:井眼轨迹上任一点,与井口铅垂线地距离.也称该点地闭合距.4.井斜角:井眼轴线上任一点地井眼方向,与通过该点地重力线之间地夹角.5.最大井斜角:全井井斜角地最大值.6.方位角:在以井眼轨迹上任一点为原点地平面坐标系中,以通过该点地正北方向为始边,按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上地投影线为终边,其所转过地角度称为该点地方位角.7.造斜率:在定向井中,开始定向造斜地位置叫造斜点.通常以开始定向造斜地井深来表示.8.井斜变化率:单位井段内井斜角地变化值.通常以两测点间井斜角地变化量与两测点间地井段地长度地比值表示.9.方位变化率:单位井段内方位角地变化值.通常以两测点间方位角地变化量与两测点间地井段地长度地比值表示.10.造斜率:表示造斜工具地造斜能力.11.全角变化率:在单位井段内井眼前进地方向在三维空间内地角度变化.12.增斜率:井斜角随井深增加地井段.13.稳斜段:井斜角保持不变地井段.14.降斜段:井斜角随井深增加而逐渐减小地井段.15.目标点:设计规定地必须钻达地地层位置.通常以地面井口为坐标原点地空间坐标系地坐标来表示.16.靶区半径:允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点地水平距离.17.靶心距:在靶区平面上,实钻井眼轴线与目标点之间地距离.18.工具面:在造斜钻具组合中,由弯曲工具地两个轴线所决定地那个平面.19.反扭角:使用井底马达带弯接头进行定向造斜或扭方位时,动力钻具启动前地工具面与启动后且加压钻进时工具面之间地夹角.反扭角总是工具面逆时针转动.20.高边:定向井地井底是一个呈倾斜状态地圆平面,称为井底圆.井底圆上地最高点称为高边.从井底圆心至高边之间地连线所指地方向,称为井底高边方向.高边方向上地水平投影称为高边方位,即井底方位.21.工具面角:是表示造斜工具下到井底后,工具面所在地位置参数.有两种表示方法:一种是以高边为基准,一种是以磁北为基准.高边基准工具面,简称高边工具面,是指高边方向线为始边,顺时针转到工具面与井底圆平面地交线上所转过地角度.磁北基准工具面等于高边工具面角加上井底方位角.1 / 9,示角表,用工具面,工具面所处地位置之角地简称.在定向造斜时,当启动井下马达后22.定向角:是定向工具面.示角表北工具面面角表示,也可用磁可即为定向工具面角.定向角用高边工具.表示工具面角,工具安置地位置以定向时,当启动井下动力钻具之前,将具23.安置角:是安置工面角地简称.在.扭角向角加反角在数值上等于定即为安置工具面角.安置处理二.数据. 现场适用于确度较高,特别角角法,平均法计算简单,并且准测1.根据规定,斜数据计算方法为平均法:计算方平均角法;井斜角平平均值,称均是1点井斜角与2点井斜角地式中:αc;方位角值,称为平均方位角与2点方位角地平均是1点φc);(M长(斜深)L是1.2点间地段)(M;长(垂深)H 是1.2点间地垂)(M平位移;S是1.2点间地水)(M上地投影;N是S在北轴)(M地投影;E是S在东轴上为:别方位φ分故闭合距Se和闭合e(?N)2?(??) =S e??1-φ=tg N?1ΔN.ΔE分别为每一小段位移(S)在北轴.东轴上投影地迭加值.实例:已知井深140M时,井斜0.18?,方位359,在井深170m,200m,230m和260m时,井斜和方位分别是0.37?,250?。
2D "S L A N T " T Y P E已知条件,如图。
1.目标垂深:AB 。
2.目标位移:BT 。
3.造斜点深:AK 。
4.造斜率:B(B 度/30)。
则造斜阶段的曲率半径R 为:π18030⨯=B R1. 解析法:在三角形∆CBT 中,令:H O =AB -AK ,则:由此式变换得:在定向井的具体条件下,上式根号前的符号应取负号,于是得:2.作图法:1.选择合适的比例,作AB =目标垂深,;BT =目标位移;并找到造斜点K ; 2.过K 点作AB 的垂线KO 1,截KO 1=R ,并以R 为半径以O 1为圆心划弧KJ ;3.连接O 1T ,并以O 1T 为直径划弧交于KJ 弧于E 点;连接ET 即可。
)2()(H H I tg R AK AB BTCBBT I tg ⨯--==)2()(H O H I tg R H BTI tg ⨯-=)2(2)2()2(2=+⨯⨯-⨯-⨯BT I tg H I tg BT R H O H BTR BT BT R H H I tg O O H ⨯⨯+⨯⨯-±=22)2(22BTR BT BT R H H I tg O O H -⨯+⨯⨯--=22)2(22)22(2221BTR BT BT R H H tgI O O H -⨯+⨯⨯--⨯=-2D双增剖面(双增水平井剖面)已知条件:入口点垂深:A B;入口点位移:B T;入口点井斜角:I;水平井段长度:T F;造斜深度:A K;第一造斜率:B1(B1︒/30);第二造斜率:B2(B2︒/30);则:造斜曲率半径R 1=(30/B 1)∙(180/π);R 2=(30/B 2)∙(180/π)。
1.解析法:根据所给定向井的条件,未知的是E 和S 点的位置,E 点的位置取决于稳斜井段的井斜角I h ,S 点的位置则取决于E 点的位置及稳斜井段的长度E S 。
因此,该剖面的计算的重要计算在于求得稳斜井段的长度E S 和稳斜井段的角度I h 。