定向钻轨迹计算
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年用气量万8800高峰小时用气量 2.4109589高峰小时用气量定边定边新区π= 3.1415926主管线埋深(m) 1.5管径(mm)168.3曲率半径=1500D(m)252.5入土角α(°)8.00.139626338弧度出土角β(°)8.00.139626338弧度入土点与出土点距离L(m)200.0入土端地面与底部直线的距离h1(m) 3.2入土端曲线的水平长度a2(m)35.1入土端曲线的长度CE(m)35.2入土端曲线的高度b2(m) 2.5入土端直线段的水平长度a1(m) 5.0入土端直线段的长度AC(m) 5.1入土端直线段的高度b1(m)0.7出土端地面与底部直线的距离h2(m)18.2出土端曲线的水平长度c1(m)35.1出土端曲线的长度FG(m)35.2出土端曲线的高度d2(m) 2.5出土端直线段的水平长度c2(m)112.3出土端直线段的长度GI(m)113.4出土端直线段的高度d1(m)15.8底部直线段的长度L1(m)12.4入土点与主管线碰口点的垂直高度j1(m) 1.5出土点与主管线碰口点的垂直高度j2(m) 1.5入土点与主管线碰口点的水平距离k1(m)10.7出土点与主管线碰口点的水平距离k2(m)10.7年用气量万年用气量万年用气量万92002000470002.520548高峰小时用气量0.547945高峰小时用气量 6.52777865277.78米脂年用气量万30000高峰小时用气量 4.16666741666.67年用气量万20000高峰小时用气量 2.77777827777.78年用气量万27000高峰小时用气量 3.753750011.551810.748222.311.510.722.2 1.004505。
水平定向钻施工作业中的有关计算-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII水平定向钻施工作业中的有关计算2007年02月12日来源:中国水协设备网[摘要]:本文结合实际施工实例,详细,全面,列举了水平定向钻施工作业中的有关计算,为施工的顺利完成提供了数据保障。
对于工程施工有重要的指导意义。
[关键词]:水平定向钻钻径轨迹计算随着全国市政建设的高速发展,市政公用设施——城市地下管线的修复更换,安装完善工作也得以高速发展。
随着人们环境意识的增强,无开挖,无污染,高速高效施工方法——水平定向钻顶管敷管法已在全国范围高速发展,水平定向钻施工企业也在全国迅速膨胀,水平定向钻施工技术,实际操作经验也逐渐提高。
为适应这样趋势,本文汇总了水平定向钻施工作业中的相关计算,与施工作业者讨论。
1 管重及回拖力计算(1).管子重量计算:计算管子重量时,查找各种材料手册比较方便。
也可用以下公式进行计算;Q= π ( DW- S ) S γ / 1000对于钢管则用下式计算重量:Q= 0.02466 S ( DW - S )式中 Q——管子重量, ㎏/mDW——管子外径, mmS ——管子壁厚,mmγ——管子材质密度,t/m3 ,如钢取7.85,铸铁取7.2(2).所需回拖力计算:回拖产品管线所需回拖力也就是管壁和孔壁之间摩擦力w,其由下式计算;w = [ 2 p (1 + ka) + p0 ] f L式中:w——管壁和孔壁之间摩擦力,KNp——土对每米管道压力, KN/mka——主动土压力系数,一般取0.3p0——每米管道重量 , KN/mf——管壁和孔壁之间摩擦系数 , 02~0.6L——管道长度,m由上式可知,摩擦力主要取决于土对管道压力p和摩擦系数f的大小。
土对管道压力主要与土层的性质和导向孔的曲率有关。
沙土的粘聚力小,对管道的压力大,p一般按所敷管线直径1~2倍高度土质量计算;粘性土的粘聚力大,对管道压力小,p一般按所敷管线直径0.5~1倍高度土质量计算。
2. 以煤层气钻井工程为例,进行水平定向钻井轨迹设计或者欠平衡钻井工艺技术设计。
本文选择以煤层气钻井工程为例,进行水平定向钻井轨迹设计。
煤层气,又称煤层甲烷,俗称瓦斯,人们对它爱恨交加。
爱的是它是一种清洁能源,有很大的利用价值;恨的是它是矿难的原因之一。
因此,安全有效地采集煤层气可谓是一举两得的好事。
近些年,部分国家开始用定向钻井技术开采煤层气,取得了良好效果。
定向钻井,简单说就是让向地下竖着打的井拐个弯,再顺着煤层的方向横着打井。
定向钻井采集煤层气的原理同传统方法一样,即通过抽水减压,逼出煤层气,再进行采集。
但两者的区别在于,传统方法只用竖井穿到煤层采集,而横向井顺着煤层的走势大大增加了采气的面积,因而提高了效率。
定向钻井通常在石油和天然气开发中使用较多,但近些年煤炭行业也越来越多地将这项技术用于矿山开采前的瓦斯抽放、排水、矿井探查等方面。
在煤炭领域使用这一技术的主要有美国、澳大利亚、欧洲、南非等国家和地区,而利用这一技术采集、利用煤层气的国家以美国和澳大利亚等国为主。
澳大利亚目前有17个煤矿用定向钻井技术排放井内瓦斯,以确保安全生产。
而悉尼的一家公司在2000年成功地利用这一技术在地下600米深处开出了一口商业用煤层气井。
美国的一些煤矿企业为了矿井安全和开采煤层气也热衷采用定向钻井技术。
在2000年,美国10%的煤层气井都采用了这项技术。
由于这项技术的逐步开发,部分美国和澳大利亚企业的煤层气产量都得到了提高。
资料显示,定向钻井的纵向深度一般在600~1200米,横向煤层钻井长度可达到400米。
据美国某钻探公司的个例统计,采用横井采气比传统的单一竖井采气的初期产量可高出10倍,气井的生产寿命也会增加。
根据对某些项目的估算,运用定向钻井法商业采集煤层气的内部回报率为15~18%,明显高于传统竖井采集法约3%的内部回报率。
1 定向水平井的井身类型井身结构设计原则有许多条,其中最重要的一条是满足保护储层实现近平衡压力钻井的需要,因为我国大部分油气田均属于多压力层系地层,特别是韩城地区,构造复杂,经过大范围地层沉降,上覆地层压力较大,只有将储层上部的不同孔隙压力或破裂压力地层用套管封隔,才有可能采用近平衡压力钻进储层。
水平定向钻施工作业中的有关计算2007年02月12日来源:中国水协设备网[摘要]:本文结合实际施工实例,详细,全面,列举了水平定向钻施工作业中的有关计算,为施工的顺利完成提供了数据保障。
对于工程施工有重要的指导意义。
[关键词]:水平定向钻钻径轨迹计算随着全国市政建设的高速发展,市政公用设施——城市地下管线的修复更换,安装完善工作也得以高速发展。
随着人们环境意识的增强,无开挖,无污染,高速高效施工方法——水平定向钻顶管敷管法已在全国范围高速发展,水平定向钻施工企业也在全国迅速膨胀,水平定向钻施工技术,实际操作经验也逐渐提高。
为适应这样趋势,本文汇总了水平定向钻施工作业中的相关计算,与施工作业者讨论。
1 管重及回拖力计算(1).管子重量计算:计算管子重量时,查找各种材料手册比较方便。
也可用以下公式进行计算;Q= π ( DW- S ) S γ / 1000对于钢管则用下式计算重量:Q= 0.02466 S ( DW - S )式中Q——管子重量, ㎏/mDW——管子外径,mmS ——管子壁厚,mmγ——管子材质密度,t/m3 ,如钢取7.85,铸铁取7.2(2).所需回拖力计算:回拖产品管线所需回拖力也就是管壁和孔壁之间摩擦力w,其由下式计算;w = [ 2 p (1 + ka) + p0 ] f L式中:w——管壁和孔壁之间摩擦力,KNp——土对每米管道压力, KN/mka——主动土压力系数,一般取0.3p0——每米管道重量, KN/mf——管壁和孔壁之间摩擦系数, 02~0.6L——管道长度,m由上式可知,摩擦力主要取决于土对管道压力p和摩擦系数f的大小。
土对管道压力主要与土层的性质和导向孔的曲率有关。
沙土的粘聚力小,对管道的压力大,p一般按所敷管线直径1~2倍高度土质量计算;粘性土的粘聚力大,对管道压力小,p一般按所敷管线直径0.5~1倍高度土质量计算。
导向孔的曲率半径R对p影响也较大,但当R﹥1200D(D为管线直径)时,可以不考虑其影响。
煤矿井下近水平定向钻孔轨迹描述与计算方法孙荣军【摘要】摘要:本文在分析地面与井下钻孔轨迹描述习惯不同的基础上,结合煤矿井下定向钻孔施工的特点建立了钻孔轨迹描述体系,提出了描述钻孔轨迹空间位置的主要几何参数的定义和表示方法。
通过分析常用钻孔轨迹坐标计算方法的适用性,提出适合煤矿井下施工特点的最佳计算方法模型,为井下定向钻孔轨迹设计和控制提供了理论依据。
【期刊名称】中国煤层气【年(卷),期】2010(007)004【总页数】5【关键词】关键词:煤矿井下定向钻孔轨迹描述坐标计算1 前言随着煤矿综合机械化采煤技术的发展,煤矿安全生产对井下勘探孔、放水孔、瓦斯抽采孔等施工装备和技术的要求也不断提高,不但要求钻孔施工装备具有较高的钻进效率,同时要能够实现对钻孔轨迹的精确控制[1]。
定向钻进技术以其钻进速度快、定向精度高、“一孔多分支”等优点,已成为高产高效煤矿井下钻孔施工急需的技术手段。
要进行定向钻孔轨迹设计,除根据实际情况建立相应的空间坐标系外,还要搞清楚表征钻孔轨迹空间位置的点、线、面和角之间的关系以及钻孔轨迹的描述方法和计算方法,这些都是进行钻孔轨迹设计和计算的理论基础。
2 钻孔轨迹描述坐标系的建立2.1 地面与井下钻孔轨迹描述体系的不同煤矿井下水平定向钻孔轨迹和地面近水平定向钻孔轨迹一样都是由若干空间直线或曲线组成的,所不同的是地面近水平定向钻孔轨迹都是以地面为参照物建立相应的空间坐标系,而煤矿井下水平定向钻孔则必须以井下钻场为参照物建立空间坐标系。
要进行钻孔轨迹设计,除根据实际情况建立相应的空间坐标系外,还要搞清楚表征钻孔轨迹空间位置的点、线、面和角之间的关系以及钻孔轨迹的描述方法和计算方法,这些都是进行钻孔轨迹设计和计算的理论基础。
地面石油钻井和非开挖导向钻进都有相应的轨迹描述方法体系,而井下随钻测量技术由于尚处于起步阶段,钻孔轨迹描述体系尚不系统。
根据地面与井下钻孔形式和表述习惯不同,其坐标系的建立应有以下不同: (1)参照系不同,地面钻孔一般都以地表平面为参照,而井下习惯以开孔端面为参照;(2)垂直轴(Z)正方向不同,地面一般以垂直向下为正方向,而井下习惯以垂直向上为正方向;(3)井斜描述主参数不同,地面一般以钻孔当前轴线与垂直轴的夹角(即顶角)作为主参数,而井下习惯以钻孔当前轴线与水平轴的夹角 (即倾角)作为主参数; (4)所遵循的坐标系螺旋法则不同,地面一般符合右手螺旋,而井下一般符合左手螺旋,其主要原因是Z轴方向发生了变化。
1.井眼轨迹的基本概念1.1定向井的定义定向井是按预先设计的井斜角、方位角及井眼轴线形状进行钻进的井。
(井斜控制是使井眼按规定的井斜、狗腿严重度、水平位移等限制条件的钻井过程)。
1.2井眼轨迹的基本参数所谓井眼轨迹,实指井眼轴线。
测斜:一口实钻井的井眼轴线乃是一条空间曲线。
为了进行轨迹控制,就要了解这条空间曲线的形状,就要进行轨迹测量,这就是“测斜”。
测点与测段:目前常用的测斜方法并不是连续测斜,而是每隔一定长度的井段测一个点。
这些井段被称为“测段”,这些点被称为“测点”。
基本参数:测斜仪器在每个点上测得的参数有三个,即井深、井斜角和井斜方位角。
这三个参数就是轨迹的基本参数。
井深:指井口(通常以转盘面为基准)至测点的井眼长度,也有人称之为斜深,国外称为测量井深(Measure Depth)。
井深是以钻柱或电缆的长度来量测。
井深既是测点的基本参数之一,又是表明测点位置的标志。
井深常以字母L表示,单位为米(m)。
井深的增量称为井段,以ΔL表示。
二测点之间的井段长度称为段长。
一个测段的两个测点中,井深小的称为上测点,井深大的称为下测点。
井深的增量总是下测点井深减去上测点井深。
井斜角:井眼轴线上每一点都有自己的井眼前进方向。
过井眼轴线上的某点作井眼轴线的切线,该切线向井眼前进方向延伸的部分称为井眼方向线。
井眼方向线与重力线之间的夹角就是井斜角。
井斜角常以希腊字母α表示,单位为度(°)。
一个测段内井斜角的增量总是下测点井斜角减去上测点井斜角,以Δα表示。
井斜方位角:井眼轴线上每一点,都有其井眼方位线;称为井眼方位线,或井斜方位线。
井眼轴线上某点处的井眼方向线投影到水平面上,即为该点的井眼方位线(井斜方位线)以正北方位线为始边,顺时针方向旋转到井眼方位线(井斜方位线)上所转过的角度,即井眼方位角。
井斜方位角常以字母θ表示,单位为度(°)。
井斜方位角的增量是下测点的井斜方位角减去上测点的井斜方位角,以Δθ表示。
煤矿井下近水平随钻测量定向钻孔轨迹设计与计算方法石智军;许超;李泉新【摘要】On the basis of basic theory of directional drilling and MWD technical characteristic in underground coal mine, design content, computational method and design process of directional borehole trajectory in underground coal mine were studied. By defining the basic parameters of borehole trajectory, building the coordinate system of borehole trajectory design, stipulating representing method of borehole trajectory graph, a method of directional borehole trajec-tory design and calculation, including plane design, section design and check was provided. Practical application proved that the method met the accuracy demands of the directional borehole design and guided drilling.%以定向钻进基础理论为依据,结合煤矿井下近水平随钻测量定向钻进技术特点,研究煤矿井下定向钻孔轨迹设计内容、计算方法及设计流程。
通过定义钻孔轨迹基本参数,建立钻孔设计坐标系以及规定钻孔轨迹图形表示方法,形成一套包括钻孔轨迹平面设计、剖面设计及轨迹参数校核等关键环节的钻孔轨迹设计和计算方法。
煤矿井下定向钻孔轨迹计算方法
煤矿井下定向钻孔轨迹的计算主要依赖于方位角和倾角。
方位角是井身相对于参考轴线的平面角度,而倾角则是井身相对于参考轴线的垂直角度。
一般来说,井身轨迹可以通过以下步骤进行计算:
确定起始点和目标点的坐标。
计算起始点和目标点之间的方位角和倾角。
根据方位角和倾角,利用三角函数计算出每一段轨迹的坐标变化。
将每一段轨迹的坐标变化累加,得到整个钻孔轨迹的坐标。
以上步骤可以根据具体的矿井情况和钻孔要求进行适当的调整和优化。
需要注意的是,煤矿井下定向钻孔轨迹的计算涉及到多个因素和变量,因此在实际操作中需要根据具体情况进行综合考虑和分析。
此外,还有一些专业的轨迹计算软件可以用于煤矿井下定向钻孔轨迹的计算,这些软件可以根据输入的参数和条件,自动计算出钻孔轨迹的坐标和参数,提高计算精度和效率。