- •Введение
- •Историческая справка
- •1. Общие сведения об искривлении скважин
- •1.1. Элементы, определяющие пространственное положение и искривление скважин
- •1.2. Причины и закономерности естественного искривления скважин
- •1.2.1. Геологические причины искривления скважин
- •1.2.2. Технологические причины искривления скважин
- •1.2.3. Технические причины искривления скважин
- •1.3. Методика выявления закономерностей искривления скважин
- •1.4. Общие закономерности искривления скважин
- •2. Измерение искривления скважин
- •2.1. Датчики инклинометров
- •2.1.1. Датчики зенитного угла
- •2.1.2. Датчики азимута
- •2.2. Инклинометры, опускаемые на кабеле
- •2.3. Автономные инклинометры
- •2.4. Забойные телеметрические системы
- •2.5. Периодичность и шаг измерений
- •2.6. Ошибки измерения искривления
- •3. Проектирование профилей направленных скважин
- •3.1. Типы профилей и рекомендации по их выбору
- •3.2. Определение допустимой интенсивности искривления скважин
- •3.3. Расчет профиля скважины
- •3.3.1. Теоретические основы расчета профиля скважины
- •3.3.2. Трехинтервальный профиль
- •3.3.3. Четырехинтервальный профиль
- •3.3.4. Пятиинтервальный профиль
- •4. Построение проекций скважин по данным инклинометрических замеров и контроль за траекторией ствола
- •4.1. Графический способ построения проекций скважин
- •4.2. Допустимые отклонения забоя скважины от проекта
- •4.3. Расчет величин ошибок в положении забоя скважин
- •4.4. Аналитическое определение координат ствола скважины
- •4.5. Вероятность попадания скважины в круг допуска
- •5. Технические средства направленного бурения
- •Основные размеры отклонителей и их энергетические параметры
- •Технические характеристики взд для бурения направленных скважин
- •6. Ориентирование отклонителей
- •Угол закручивания инструмента при бурении под кондуктор
- •Угол закручивания инструмента при бурении под эксплуатационную колонну
- •7. Неориентируемые компоновки для управления искривлением скважин
- •7.1. Компоновки для бурения вертикальных участков скважин
- •7.2. Компоновки для регулирования зенитного угла наклонных скважин
- •Размеры компоновок с центраторами для управления искривлением наклонных скважин
- •8. Бурение скважин с кустовых площадок
- •8.1. Особенности проектирования и бурения скважин с кустовых площадок
- •8.2. Оптимальное число скважин в кусте
- •8.3. Специальные установки для кустового бурения
- •9. Бурение горизонтальных скважин
- •9.1. Особенности и преимущества горизонтальных скважин
- •Таким образом, применение горизонтальных скважин при добыче углеводородного сырья позволяет:
- •9.2. Профили горизонтальных скважин
- •9.2.1. Классификация профилей
- •9.2.2. Положение и профиль ствола в продуктивном горизонте
- •9.2.3. Рациональная длина горизонтального ствола
- •9.2.4. Расчет профиля горизонтальной скважины
- •Для участка уменьшения зенитного угла
- •9.3. Компоновки низа бурильной колонны для бурения горизонтальных скважин
- •9.4. Промывка горизонтальных скважин
- •9.5. Исследования и измерения при бурении горизонтальных скважин
- •9.6. Заканчивание горизонтальных скважин
- •10. Бурение дополнительных стволов
- •11. Радиальное бурение
- •12. Силы сопротивления перемещению труб в скважине
- •Заключение
- •Литература
- •Содержание
- •9.2. Профили горизонтальных скважин 83
- •9.6. Заканчивание горизонтальных скважин 101
2.2. Инклинометры, опускаемые на кабеле
Такие инклинометры в настоящее время наиболее распространены. При их применении на замеры параметров искривления требуется дополнительное время, но они достаточно просты по конструкции и имеют низкую стоимость. По способу измерения азимута их можно подразделить на приборы для измерения в немагнитной среде, в которых азимут определяется с помощью магнитных датчиков, и приборы для измерения в магнитной среде.
Из первых до недавнего времени был наиболее распространен инклинометр типа КИТ, и хотя он морально устарел, но принципы измерения, используемые при этом, в той или иной степени применяются и в современных инклинометрах.
В комплект инклинометра КИТ входят входят глубинный прибор и панель управления. Глубинный прибор включает в себя измерительную часть и переключающее устройство, помещенные в немагнитный корпус, заполненный демпфирующей жидкостью. К головке корпуса крепится одножильный кабель, на котором глубинный прибор опускается в скважину.
Измерительная часть, показанная на рис. 12, состоит из рамки, ось вращения которой совпадает с осью прибора. Рамка может вращаться вокруг оси в подшипниках 11 и 12. В наклонной скважине рамка под действием эксцентричного груза 1 устанавливается так, что плоскость качания маятника 2 совпадает с апсидальной плоскостью скважины. Связанная с маятником 2 стрелка 3 занимает относительно реохорда 4 положение, зависящее от зенитного угла скважины . Магнитная стрелка 5 датчика азимута опирается на острие иглы 7, занимающей всегда вертикальное положение. Это обеспечивается грузом 8, расположенным ниже опоры. Начало кругового реохорда 6 датчика азимута за счет эксцентричного груза 1 всегда располагается в апсидальной плоскости скважины.
В верхней части рамки расположен коллектор с тремя контактными кольцами 9 и двумя парами щеток 10.
Арретирование магнитной стрелки и отвеса и переключение датчиков на измерение зенитного угла или азимута производится переключающим механизмом, который приводится в действие электромагнитом, находящимся в глубинном приборе и управляемым с поверхности. В процессе спуска и подъема глубинного прибора стрелка отвеса и магнитная стрелка дугами 16 и 17 прижаты к реохордам. При остановке для замера параметров искривления они освобождаются, выдерживаются некоторое время для успокоения, затем вновь прижимаются к реохордам и производится поочередное измерение зенитного угла и азимута путем измерения величины сопротивления реохордов от начала до соответствующей стрелки.
Рис. 12. Схема
измерительной части инклинометра
КИТ
А
Глубинный прибор инклинометра ИН1-721 также опускается в скважину на кабеле. Измерение азимута скважины производится с помощью магнитного датчика, поэтому он не может быть использован в обсаженном стволе. С его помощью можно производить замеры при непрерывном подъеме прибора со скоростью до 1000 м/час с автоматической записью результатов измерений в цифровой форме, регистрируемых на бумажной ленте и магнитном носителе. Результаты измерений без дополнительной подготовки можно вводить в ЭВМ для дальнейшей обработки.
Известны фотоинклинометры с магнитной стрелкой и отвесом разного конструктивного исполнения, положение которых фиксируется в скважине на фотопленку.
Для оперативного контроля за искривлением скважин разработаны инклинометры с магнитной стрелкой и отвесом, положение которых в точке измерения арретируется с помощью реле с часовым механизмом. Такие инклинометры могут опускаться в скважину на бурильных трубах или канате. Замер в этом случае возможен только в одной точке.
Измерение азимута в магнитной среде производится путем ориентированного спуска колонны бурильных труб, методом последовательных ходов, или гироскопическими инклинометрами. В первом случае необходимы большие затраты времени при большой погрешности измерений. Во втором случае измеряются приращения азимута, а затем эти приращения суммируются. На этом принципе работают инклинометры типа "Зенит". Их недостаток заключается в низкой точности в результате накопления ошибок при измерениях.
Для измерения азимута в магнитной среде в настоящее время используются только инклинометры с гироскопическими датчиками. Однако серийно выпускаемые приборы такого типа обладают существенным недостатком, связанным с указом оси гироскопа от заданного положения с течением времени. Этот уход зависит от многих факторов и составляет 4 – 6 в час.