Фактическая интенсивность набора угла наклона -— — = OlO
=1,11°.
Радиус снижения угла наклона принимаем на основании данных
практики равным 1200 м, что соответствует темпу снижения угла наклона на 10 м проходки
д “1 0 = т И - 10= ° ’477° = °° 29'-
Строим предварительно профиль в любом масштабе. На прямой линии откладываем отрезок ВС (рис. 66), равный вертикальной проекции ствола скважины Н = 1350 м, и отрезок ВК, равный
Рис. 66. Построение профиля тип Б.
длине первого вертикального участка Нв = 200 м. Из точек К жС проводим прямые, перпендикулярные линии ВС, на которых откла
дываем отрезки КО' = В х = 515 м и СО" = |
420 м. |
|
Из точки Ох радиусом i?o = |
В х + Л 2 = |
515 + |
1200 = |
1715 м |
и из точки 0 2 радиусом В 2 = |
1200 м циркулем |
делаем |
засечки. |
Точки их пересечения дадут центр 0 3 окружности, |
по дуге которой |
должен происходить спад кривизны. Если масштаб большой, то необходимые углы можно измерить по чертежу.
1 |
о = 90° — (у —Р). |
(А - Д 1) 2 + ( Я - Я В)2+ Д 1 (Д0 + Д а) |
У= arccos- |
д 0 У ( ^ - д 1) 2 + ( я - я в)2 |
|
|
= arccos |
(420 - 515)4- (1350 - 200)2 + 515 (1715+1200) |
|
|
1715 V (420 —515)2 +(1350—200)2 |
] - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= arccos |
9025+1 322 500+1 501 225 |
= 44° 30'. |
|
|
2 L |
1 980 825 |
|
|
|
|
|
у = 44° 30'. |
|
|
|
|
|
A —R\ |
. |
|
420—515 |
= —4° 40*. |
|
|
P — arctg |
= arctg |
|
|
|
|
H —Hв |
|
b 1350 —200 |
|
|
|
ct = 90° - (44° 30* + 4° 40') = 40° 50*.
.Принимаем a |
= 41°. |
|
|
Определяем угол входа в пласт |
а = arcsinm [ |
R0 sin a — (H —HB) |
= |
arcsin |
|
■Rs |
|
|
|
= |
— |
1° 12*. |
1715 sin41°-(1350 —200)
12 0 0
Определяем длины участков профиля и их проекции. Участок набора кривизны:
длина
1 2= 0,01745R & = 0,01745 • 515 ■41 = 368 м;
горизонтальная проекция
a — R 1(l —cos а) = 515 (1 —cos 41°) = 126 м;
вертикальная проекция
h — Rxsin а = 515 • 0,656 = 338 м.
Участок снижения кривизны длина
l3= 0,01745i?2cc.*
а' = а —а" = 41 + 1° 12*= 42° 12'.
13= 0,01745 • 1200 •422 = 883 м;
горизонтальная проекция
ах= R 3(cos а" —cos а) = 1200 [cos (— 1° 12‘) —cos 41°] = 294 м;
вертикальная проекция
H1 — R2,(sin a —sin а") = 1200 [sin 41° —sin (—1° 12*)] =
= |
1200 [sin 41° + sin 1° 12*] = 812 м. |
Длина ствола по инструменту |
L ^ |
+ Jj + Z, = 200 + 368 + 883 = 1451 м. |
Горизонтальная проекция ствола
Д = а + ®i = 126 + 294 = 420 м,
что не отличается от проектного значения. Вертикальная проекция ствола
Я-= Яа + h + Нх= 200 + 338 + 812 = 1350 м.
На основании расчетных данных на профиле указываем коорди наты характерных точек и составляем таблицу (табл. 78).
Интервал глубины, м
1
0-200
200—300
300—400
400—500 500-568 568-668 668—768 768-868 868-968 968—1068 1068—1168 1168—1268 1268—1368 1368—1451
Т а б л и ц а 78
| Длина интервала, м |
1 I Угол искрывления в начале интервала, градус |
Угол искривления в конце интервала, градус |
Средний угол ис кривления за интер вал, градус |
Отклонение забоя ' за интервал Х = / sin e м |
Среднее отклонение забоя скважины, м |
Азимут, градус |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
200 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
0 |
11,10 |
5,55 |
9,67 |
9,67 |
100 |
100 |
11,10 |
22,20 |
16,65 |
28,65 |
38,32 |
100 |
100 |
22,20 |
33,40 |
27,80 |
46,64 |
84,96 |
100 |
68 |
33,40 |
41,00 |
37,20 |
40,80 |
125,76 |
100 |
100 |
41,00 |
36,23 |
38,61 |
62,41 |
188,17 |
100 |
100 |
36,23 |
31,46 |
33,84 |
55,67 |
243,74 |
100 |
100 |
31,46 |
26,69 |
29,07 |
48,58 |
292,32 |
100 |
100 |
26,69 |
21,92 |
24,30 |
41,15 |
333,47 |
100 |
100 |
21,92 |
17,15 |
19,53 |
33,43 |
366,90 |
100 |
100 |
17,15 |
12,38 |
14,76 |
25,48 |
392,38 |
100 |
100 |
12,38 |
7,61 |
9,99 |
17,36 |
409,74 |
100 |
100 |
7,61 |
2,84 |
5,22 |
9,06 |
418,80 |
100 |
83 |
2,'84 |
- 1 ,1 2 |
0,86 |
1,25 |
420,05 |
100 |
Задача 228. Рассчитать и построить профиль типа Я (см. рис. 59) для бурения наклонной скважины глубиной 2400 м по вертикали, если смещение забоя составляет 260 м; интенсивность набора кри визны на 100 м проходки 7°; интенсивность снижения кривизны на 100 м проходки 1,2°; угол искривления ствола скважины на забое 6°. Длина первого вертикального участка должна быть более 500 м.
Решение. Определяем максимальный угол искривления сква жины по формуле
Дас + Лан cos б —А Дан Дас ■0,01745
cos а ■
Дан+ Л ас
где Дан — интенсивность набора кривизны на 100 м проходки в гра дусах; Дас — интенсивность снижения кривизны на 100 м проходки
в |
градусах; |
А — отклонение забоя скважины от вертикали в м; |
б — угол искривления ствола скважины у забоя в градусах. |
Тогда |
|
|
|
|
cos a = 1,2+ 7 cos 6® —260 • 1,2 • 7 • 0,0001745 _ |
1,2 + 6,96 —0,382 _ |
q g4g |
|
|
8 ,2 |
8 ,2 |
|
|
|
a = 18° 30*. |
|
|
|
Определяем вертикальную проекцию наклонной части ствола |
скважины |
|
|
|
|
Н |
5730 |
|
|
|
0 |
Дан + Дас ДДан + Лас) sin а —Лан sin -у-J = |
|
= |
ДД0. (7 + 1,2) sin 18° 3 0 ' - 7 sin 9° 15'] = 700 (2,6 -1,12) = |
1070 м. |
|
ljZ i / |
|
|
|
|
Определяем длину вертикальной части скважины |
|
|
|
lx= Н —Н0= 2400 -1 0 7 0 = |
1330 м. |
|
Определяем длину ствола скважины по инструменту
Z/= Zj+ /2 Ч" Z3;
hД«н 10 0 .
и= 100 = 264 м.
|
h |
(к —б) 100 |
_(18,5-6) 100,= 1040 м> |
|
Дас |
\<,L |
|
|
L = 1330 + 264 +1040 = 2634 м.
Определяем вертикальную проекцию участка набора кривизны
h = |
100 sin а |
|
100 sin 189 30' |
|
: 264 м. |
|
|
Да„0,01745 |
|
7-0,01745 |
|
|
|
Определяем величину смещения забоя на |
участке |
набора кри |
визны |
|
|
|
|
|
|
|
a — htg |
= 264 tg 9° 15' = 43 м. |
|
Определяем горизонтальную проекцию |
участка |
снижения |
кривизны |
а1 = А ~ а = 260 — 43 = 217 |
м. |
|
|
|
Определяем радиус дуги участка набора кривизны |
|
R i |
100 |
|
100 |
: 820 м. |
|
= Дан0,01745 |
7-0,01745 |
|
Определяем радиус дуги участка снижения кривизны |
R, |
100 |
|
100 |
= 4780 м. |
|
ДасО,01745 |
1,2-0,01745 |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7
|
|
Угол |
Средний |
Отклонение |
Среднее |
Интервал |
Длина |
искривления |
скважины |
угол |
забоя |
отклонение |
глубины, |
интервала, |
в конце |
искривления |
за интервал |
забоя |
м |
м |
интервала, |
за интервал, |
X — 1 sin аср, |
скважины, |
|
|
градус |
градус |
м |
м |
0— 1330 |
1330 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1330—1430 |
100 |
• 7,0 |
3,50 |
6,10 |
6,10 |
1430—1530 |
100 |
14,0 |
10,50 |
18,22 |
24,32 |
1530—1594 |
64 |
18,5 |
16,25 |
17,90 |
42,22 |
1594—1694 |
100 |
17,3 |
17,90 |
30,74 |
72,96 |
1694—1794 |
100 |
16,1 |
16,70 |
28,74 |
101,70 |
1794 -1894 |
100 |
14,9 |
15,50 |
26,72 |
128,42 |
1894—1994 |
100 |
13,7 |
14,30 |
24,70 |
153,12 |
1994—2094 |
100 |
12,5 |
13,10 |
22,67 |
175,79 |
2094—2194 |
100 |
11,3 |
11,90 |
20,62 |
196,41 |
2194—2294 |
100 |
10,1 |
10,70 |
18,57 |
214,98 |
2294—2394 |
100 |
8,9 |
9,50 |
16,50 |
231,48 |
2394—2494 |
100 |
7,7 |
8,30 |
14,44 |
245,92 |
2494 -2594 |
100 |
6,5 |
7,10 |
12,36 |
258,28 |
2594 -2634 |
40 |
6,0 |
6,25 |
4,36 |
262,64 |
Определяем элементы искривленного участка скважины по интер
|
валам глубин, и результаты расчетов сводим в табл. 79. |
|
|
|
|
Расхождение между заданной величиной |
|
|
отклонения забоя |
скважины |
и |
расчетной |
|
|
составляет |
2,64 м, |
или |
1%, что |
вполне |
|
|
допустимо. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Строим профиль (рис. 67). |
Откладываем |
|
|
на вертикальной линии отрезки АВ = Н = |
|
|
= 2400 м; |
АС = |
1г = 1330 |
м; |
CD = h = |
|
|
— 264 |
м. |
Из точки |
С проводим |
горизон |
|
|
тальную линию и на ней откладываем отре |
|
|
зок |
R x = |
820 м. Из точки D |
|
проводим |
|
|
горизонтальную линию и на ней отклады |
|
-0, |
ваем |
|
отрезок DE = |
а = 43 |
м, |
а |
из точ |
|
ки Б |
|
— горизонтальную линию BF — А — |
|
|
— 260 м. Из точки |
Ог радиусом |
|
прово |
|
|
дим дугу, |
соединяющую точки С и Е, а из |
|
|
точки |
0 2 |
радиусом |
В 2 = |
4780 |
м — дугу, |
|
|
соединяющую точки Е и F. Точка Ог на |
|
|
ходится на пересечении двух дуг окружно |
|
|
стей, |
проведенных |
из |
точек |
Е и |
|
F радиу |
|
|
сом |
В 2. Ломаная |
линия |
ACEF |
предста |
|
Рис. 67. Построение |
вляет проектный профиль скважины. |
|
Задача |
229. Рассчитать и построить про |
|
профиля типа Б, рассчи |
|
филь |
|
типа В (см. рис. 60), если |
вертикаль |
|
танного по второму ме |
|
|
тоду. |
ная проекция ствола |
скважины |
составляет |
2325 м; отклонение забоя скважины от вертикали 325 м; длина первого вертикального участка в соответствии с геологическими условиями 275 м; длина пятого вертикального участка 125 м; азимут искривления ствола 105°.
Решение. Для бурения второго участка применяется следующая компоновка: долото диаметром 243 мм, турбобур ТС4А-6Б/ 8", кривой переводник с углом изгиба 1° и УБТ диаметром 146 мм. Такая ком поновка обеспечивает интенсивность набора угла наклона на 10 м проходки Дос1о = 0,666°. Тогда радиус искривления второго участка равен
Вг |
57,3 |
10 |
573 |
= 860 м. |
Даю |
0,666 |
С учетом увеличения на |
5% |
R x принимается равным 900 м. |
По данным практики бурения в данном районе, темп снижения угла искривления на 10 м проходки составляет 0,8°. Тогда радиус участка снижения угла наклона равен
# 2 = -р ^ _Ю = |
- ^ - = 716 м. |
г |
Даю |
0,8 |
С учетом увеличения на 5% R 2 принимается равным 750 м. Принятые радиусы R x и R 2 должны быть больше минимальных, которые определяются по формуле
?______ 1677^
т’п Д д о л — dT— A—J—/ *
У= 0,13.106?Т
/ т = 0,049$.
Обозначения те же, что и в задаче 225.
/ т = 0,049-174 = 4120 см4.
|
|
14782 |
|
= 34,6 |
мм. |
/ = 0,13 -10е -1,375 2,1 -10«- 4120 |
|
■^min |
167-14782 |
360 м. |
|
243-170 —5+ 34,6 |
|
|
|
|
|
Сравнивая принятые R x = |
900 м и R 2 = |
750 м |
с i?min = 360 м, |
видим, что R x > Amin и R 2 > |
Rmin. |
|
|
|
Определяем необходимый угол наклона третьего участка ствола по формуле
RqH - ( R 0- A ) V h * - A ( 2 R 0- A )
(H* + R*0) - A ( 2 R q- A )
где R 0 = Rx + R2 —900 + 750 = 1650 м;
H = H0 — HB—# з = 2325 — 275 — 125 = 1925 м.
Тогда
"i nn |
1650 • 1925— (1650 —325) V 19252— 325 (2 • 1650 —325) |
|
S |
(19252+16502) —325 (2-1650—325) |
u,i5UD, |
|
a =10° 24'. |
|
Определяем горизонтальные и вертикальные проекции остальных участков.
Участок набора угла наклона: длина
12= 0,0174577+с = 0,01745 • 900 • 10,4 = 163 м;
горизонтальная проекция
аг = 7?х (1 — cos a) = 900 (1 — cos 10° 24') = 14,77 м;
вертикальная проекция
Л = 7?х sin a = 900 sin 10° 24' = 162 m .
Участок поддержания угла наклона ствола (прямолинейный наклонный):
вертикальная проекция |
|
|
|
|
|
Н1 = Н0 —НВ- Н 3- |
(йх + Т?2) sin a = |
2 3 2 5 - 2 7 5 |
- 1 2 5 - |
- (900 + |
750) sin 10° 24' = 1628 м; |
|
длина |
|
|
|
|
|
l3— н 1 |
|
1628 |
1655 m ; |
|
|
cos a |
|
cos 10° 24' |
|
|
|
горизонтальная проекция |
|
|
|
|
а2—Нг tga = 1628 tg 10° 24'= 298,1 |
м. |
|
Участок снижения угла наклона ствола: |
|
|
длина |
|
|
|
|
м; |
Z4 = 0,017457?2а = 0,01745-750-10,4 =136 |
горизонтальная проекция |
|
|
|
|
а3 —Т?2 (1 — cos а) = |
750 (1 —cos 10° 24') = |
12,3 м; |
вертикальная проекция |
|
|
|
|
|
Н2= 7?2 sin a = |
750 sin 10° 24' = 135 |
м. |
|
Длина ствола по инструменту
L = г, + 12+ 13+ ?4 + 1Ъ= 275 +163 + 1655 +136 +125 = 2354 м.
Горизонтальная проекция ствола
А = ах + а2+ а3= 14,77 + 298,1 +12,3 = 325,17 м.
Вертикальная проекция
Я 0 = Я В+ Л + Я 1 + Я2 + Я 3 = 275 +
+ 162 + 1628 + 135 + 125 = 2325 м.
Разница 325,17 — 325 = 0,17 м — вполне допустимая величина. Строим профиль (рис. 68).
Горизонтальную проекцию профиля строим аналогично постро ению, описанному в задаче 225. Вертикальную проекцию строим следующим образом. На вертикальной линии откладываем отрезок,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
равный |
вертикальной |
проекции ствола |
|
|
|
|
скважины |
АВ = |
Я о = |
2325 |
м. |
На |
этом |
|
|
|
|
отрезке |
откладываем |
расстояния |
АС — |
|
|
|
|
= |
Я в = |
275 |
м; |
CD = |
h = |
162 |
м; |
DE = |
|
|
|
|
= |
Н х = |
1628 м; EF = Н 2 = |
135 м. |
|
|
|
|
|
|
Из точек D, Е, F и В проводим горизон |
|
|
|
|
тальные |
линии, |
перпендикулярные |
АВ, |
|
|
|
|
и на них откладываем соответственно от |
|
|
|
|
резки D K = |
а = |
14,77 |
м; EL = |
а1 + |
а2 — |
|
|
|
|
= |
312,8 м; FM = А = 325,17 м = |
BN. |
|
|
|
|
|
Из точек |
С ж К радиусом R x = |
900 м |
|
|
|
|
делаем засечки, точки их пересечения дадут |
|
|
|
|
центр Ог окружности, по дуге которой |
|
|
|
|
должен происходить набор кривизны, а из |
|
|
|
|
точек L и |
М радиусом R 2 = 750 м делаем |
|
|
|
|
засечки, точки их пересечения дадут центр О2 |
|
|
|
|
окружности, по дуге которой должен |
|
|
|
|
происходить спад ранее набранного угла |
|
|
|
|
наклона. Точки К и L, М и N |
соеди |
„ |
ео |
гг |
|
няем прямыми линиями |
KL и MN. |
Лома- |
|
ная линия |
j /ir /r |
ъ/глт |
представляет |
а - |
Рис. |
68. |
Построение |
ACKL |
MJS |
собой |
профиля типа |
В. |
профиль проектной наклонной скважины.
Определяем элементы искривленных участков скважины по ин тервалам глубин и результаты расчетов сводим в табл. 80.
Задача 230. Рассчитать и построить профиль типа В (см. рис. 60) по упрощенной методике, если глубина скважины по вертикали 2600 м; величина отклонения забоя от вертикали 280 м; длина пер вого вертикального участка 1000 м; интенсивность набора кривизны на 100 м вертикальной проекции 6°; интенсивность снижения кри визны на 100 м вертикальной проекции 3°; максимальный угол искривления скважины 15°; нижний участок на протяжении 100 м должен быть вертикальным.
Решение. Определяем длину вертикальной проекции интервала набора угла искривления ствола скважины от нуля до 15°
&П &П-1 100,
Даюо
|
Интервал |
Длина |
|
интер |
|
глубины, |
вала, |
|
м |
|
м |
Т а б л и ц а 80
Угол искривле ния в начале интервала, градус |
Угол искривле ния в конце интервала, градус |
Средний угол искривления за интервал, градус |
Отклонение забоя за интер вал X = = / sin a cp, м |
Отклонение забоя скважи ны, м |
Азимут, градус |
0—275 |
275 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
275—375 |
100 |
0 |
6,36 |
3,18 |
5,55 |
5,55 |
105 |
375—438 |
63 |
6,36 |
10,40 |
8,20 |
8,98 |
14,53 |
105 |
438—538 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
32,58 |
105 |
538—638 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
50,63 |
105 |
638—738 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
68,68 |
105 |
738-838 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
86,73 |
105 |
838-938 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
104,78 |
105 |
938—1038 |
100 . |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
122,83 |
105 |
1038—1138 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
140,88 |
105 |
1138—1238 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
158,93 |
105 |
1238—1338 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
176,98 |
105 |
1338-1438 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
195,03 |
105 |
1438-1538 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
213,08 |
105 |
1538-1638 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
231,13 |
105 |
1638—1738 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
249,18 |
105 |
1738—1838 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
267,23 |
105 |
1838-1938 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
285,28 |
105 |
1938—2058 |
100 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
18,05 |
303,33 |
105 |
2038—2093 |
55 |
10,40 |
10,40 |
10,40 |
9,90 |
313,23 |
105 |
2093—2193 |
100 |
10,40 |
2,76 |
6,40 |
11,15 |
324,38 |
105 |
2193—2229 |
36 |
2,76 |
0 |
1,38 |
0,87 |
325,25 |
105 |
2229—2354 |
125 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
где а„ — кривизна ствола в конце участка в градусах; ап_1 — кривизна ствола в начале участка в градусах; Да100 — интенсивность искривления ствола скважины на 100 м длины в градусах.
/н — ЮО = 250 м.
Определяем длину вертикальной проекции интервала снижения угла искривления ствола скважины
Zc= i^ Z ^ i0 0 = 500 м.
Тогда вертикальная проекция прямолинейного наклонного уча стка будет равна
1п= 2600 - (1000 + 250 + 500 +100) = 750 м.
Определяем отклонения забоя ствола наклонной скважины по интервалам глубин по формуле
где а„_х — отклонение забоя |
от] вертикали предыдущего уча |
стка в м. |
|
|
От нуля до 1000 м ах = 0. |
|
От 1000 |
до 1100 м |
|
|
fl2 = ax + 100tg l i ± |
= 0 + 100tg3 = 5,24 м. |
От 1100 |
до 1200 м |
|
«з = «я + 100 tg -1 ^ ^ = 5 ,2 4 + 1 5 ,8 4 = 21,08 м.
и
От 1200 до 1250 м
а4 = а3+ 50 tg i^ ± ^ - = 21,08 + 12,00 = 33,08 м.
От 1250 до 2000 м
аь= а4 + 750 tg 15 = 33,08 + 201 = 234,08 м.
От 2000 до 2100 м
ав = а5+ 100 tg |
= 234,08 + 24,01 = 258,09 м. |
От 2100 до 2200 м
а7 = ав + 100 tg |
= 258,09 +18,53 = 276,62 м. |
От 2200 до 2300 м
а8 = а7 + 100 t g |
= 276,62 +13,17 = 289,79 м. |
От 2300 до 2400 м
ад= а8+ 100 tg -2 + 1 = 289,79 + 7,87 = 297,66 м.
От 2400 до 2500 м
а10= а9 + 100 tg -2±2- = 297,66 + 2,67 = 300,28 м.
От 2500 до 2600 м
ап —й1о + 0 = +0 = 300,28 м.
Полученное суммарное смещение забоя (300,28 м) больше требу емого (280 м) на 300,28 — 280 = 20,28 м. Тогда изменится начало искривления ствола скважины
|
й0 = Ю00- |
20,28 |
: 1000 + 75,6 = 1075,6 |
м. |
|
tg 15'° |
|
|
|
|
