定向井剖面设计计算

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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 。

在∆E C S 中:由于:令:D O =B T -R 1+R 2⨯C O S (I ) (1) H O =A B -A K -R 2⨯S I N (I ) (2) R O =R 1-R 2 (3) 则得:C S =D O +R O ⨯C O S (I h ) E C =H O -R O ⨯S I N (I h ) 于是:将:ECCS I tg h =)()()()()]()([)](1[212121h h h I COS R R I COS R R BT I COS I COS R I COS R BT CS ⨯++⨯+-=-⨯--⨯-=)]()[()()]()([)(21221h h h I SIN R R I SIN R AK AB I SIN I SIN R I SIN R AK AB EC ⨯--⨯--=--⨯--=)()()(h O O h O O h I SIN R H I CON R D I tg ⨯-⨯+=)()()()(22h O h O h O h O I COSR I COS D I SIN R I SIN H ⨯+⨯=⨯-⨯)4(0)()( =-⨯-⨯O h O h O R I COS D I SIN H代入(4)中并化简得:根据定向井的具体情况,上式根号前只能取负号,因此,可得:这便是计算最大井斜角的公式。

计算最大井斜角I h 的公式还可以有另一种形式,其推导过程如下: 由(4)式得: H O ⨯S I N (I h )-D O ⨯C O S (I h )=0 ……………………(6) 令:则:2.作图法:(1)根据已知条件,选择适当的比例,在图纸上找到K ,T ,F 电以及两项增斜段的曲率中心O 1,O 2;(2)以O 1为圆心,以R 1为半径画弧K H ,以O 2为圆心,以R 2为半径画弧K H ; (3)以O 1O 2为直径画圆O O ,以O 2为圆心,以(R 2-R 1)为半经(若R 1<R 2,则以以O 1为圆心,以R 1-R 2)为半经)画弧交圆O O 于N 点。

(4)连接O 1N 并延长交于K H 于E 点,以E 点为圆心,以N O 2为半径画弧,交T J 于S 点,连接E S 即可。

)2(1)2(2)(2h h h I tg I tg I SIN +⨯=)2(1)2(1)(22h h h I tg I tg I COS +-=)()2(2)2()(2=++⨯⨯-⨯-O O h O h D O D R I tg H I tg R R OO O O O O O O O O O O O O h D R R D H H D R D R D R H H I tg --+±=-+⨯--±⨯=2222)(2)()(442)2()(22221OO OO O O h D R R D H H tgI -+-⨯=-OO H D Q tg =)()7()(1OO H D tgQ -=2D四段降至零度已知条件:目标垂深:A B;目标位移:B T;造斜深度:A K;造斜率:B u(B u︒/30);降斜率:B d(B d︒/30);降至0︒。

则:造斜曲率半径R1=(30/B u)∙(180/π);降斜曲率半径R2=(30/B d)∙(180/π)1.解析法:在∆C F N 中,令 H O =A B -A K ;R O =R 1+R 2 则:根据定向井的具体情况,根号前的符号应取负好,于是:这便是求最大井斜角的公式,式中的:恰好等于稳斜段E D 长度,这是可以证明的,那么可将作为判别式,当它大于0时,表示有稳斜段;当它小于0时为虚根,该剖面不存在;当它等于0时,表示没有稳斜井段。

)2()2()(21h h h I tg R I tg R AK AB BTFBKC AK AB BTCFNF I tg ⨯-⨯--=---==)2()2(h O O h I tg R H BTI tg ⨯-=)2(2)2()2(2=+⨯⨯-⨯-⨯BT I tg H I tg BT R h O h O )2(2)2(22BT R BTR BTH H I tg O O O O h -⨯⨯⨯-+±=)2(2)2(22BT R BTR BTH H I tg O O O O h -⨯⨯⨯-+-=)22(2221BTR BTR BTH H tgI O O O O h -⨯⨯⨯-+-⨯=-BTR BTH O O ⨯⨯-+222BTR BT H O O ⨯⨯2-+222D 五段剖面(不降至零度并带有稳斜段)已知条件:目标垂深:A B ;目标位移:B T ;造斜深度:A K ;造斜率:B u (B u ︒/30); 降斜率:B d (B d ︒/30);I d : 降至井斜角度(︒); Q T : 稳斜段长度。

则:造斜曲率半径R 1=(30/B u )∙(180/π);降斜曲率半径R 2=(30/B d )∙(180/π) 2.解析法:T)(d I SIN QT FT ⨯=)(d I COS QT QF ⨯=)(22d I COS R R FG ⨯-=)(2d I SIN R QS ⨯=QS QR LB -=FGFT BT LM +-=在 ∆C V N 中:令:H O =A B -A K -Q F +Q S ; R O =R 1+R 2 则:变换得:根据定向井的具体情况,根号前的符号应取负好,于是:这便是求最大井斜角的公式,式中的:恰好等于稳斜段长度,这是可以证明的,那么可将作为判别式,当它大于0时,表示有稳斜段;当它小于0时为虚根,该剖面不存在;当它等于0时,表示没有稳斜井段,此时,最大井斜角可用下式计算:)2()2()(21h h h I tg R LB I tg R AK AB LM CVVN I tg ⨯--⨯--==)2()(h O O h I H H LM I tg ⨯-=)2(2)2()2(2=+⨯⨯-⨯⨯LM I tg H I tg LM R h O h O )2(2)2(22LM R LMR LMH H I tg O O O O h -⨯⨯⨯-+±=)22(2221LMR LMR LMH H tgI O O O O h -⨯⨯⨯-+-⨯=-LMR LMH O O ⨯⨯-+222LMR LMH O O ⨯⨯-2+22oo h R H I =)sin(。