Методы определения искривления скважин. Характеристики и типы инклинометров, их назначение и применение. Использование приборов на основе магнитных датчиков (феррозондов), их преимущества и недостатки. Возможности совмещения двух типов инклинометров.
Аннотация к работе
Непрерывный рост темпов разведки и добычи нефти и газа, увеличение интенсивности уже найденных месторождений за счет применения кустового бурения и горизонтальной проводки месторождений потребовало существенного повышения точности диагностики и активного контроля пространственного положения ствола скважины. Ориентирование отклонителя связано с возможными ошибками, увеличивающимися с ростом глубины бурения. Осуществить зарезку с вертикального ствола не представляется возможным провести на основе традиционно применяемой технике бурения. Это, в свою очередь, привело к необходимости создания новых, более совершенных поколений инклинометрических измерительных систем, с помощью которых осуществляется определения пространственного положения скважины. Инклинометр, как измерительная система, используется в важнейшем технологическом процессе - строительстве скважин.Это требуется при кустовом бурении (рис.1,а) в случае, когда невозможно разместить оборудование непосредственно над объектом бурения (рис.1,б), при вскрытии крутопадающих пластов (рис.1,в) и т. п. Однако и при бурении вертикальных скважин за счет изгиба бурильных триб и вскрытия пластов различной твердости, залегающих под некоторым углом к горизонтальной поверхности, происходит отклонение ствола от вертикали, называемое искривлением скважины. Пространственное положение любой точки ствола скважины характеризуется двумя углами: углом искривления ? (кривизны скважины) - отклонением оси скважины от вертикали (рис.2,а) и дирекционным углом ? (рис.2,б)-углом между горизонтальной проекцией элемента оси скважины, взятой в направлении увеличения глубины скважины, и географическим меридианом. Определение искривления скважины сводится к замерам положения в пространстве оси скважины, следующим один за другим. По данным измеренных углов и вычисленных значений горизонтальных проекций строят инклинограмму - проекцию оси скважины на горизонтальную плоскость (рис.Погрешности инклинометрических исследований обусловлены в общем случае принятой методикой расчета координат оси ствола скважины, погрешностями измерения глубины, шагом измерения для точечных и квантования для непрерывных инклинометров (методическими погрешностями), погрешностями, вызываемыми непараллельной установкой скважинного прибора относительно оси скважины и заметной кривизной ее ствола на длине прибора (установочными погрешностями), а также погрешностями, вызванными конечной точностью измерения углов искривления скважин (так называемыми инструментальными погрешностями). В качестве образцовых средств измерений используются аттестованные теодолиты и оптические квадранты с погрешностью 30", специальные средства поверки (ориентирующая приставка «Курс», установочный стол УСИ-2 и т. п.) и установки поверки инклинометров и ориентаторов (УПСП, УПН, УОП-2, УПМ и т. п.). При градуировке инклинометров выходным сигналам по каждому из измерительных каналов (зенитный угол, азимут) комплекта скважинный прибор - наземная панель ставят в соответствие значения зенитных углов и азимутов, задаваемых скважинному прибору на образцовой поверочной установке. При поверке инклинометра сравнивают значения зенитных углов и азимутов (для инклинометров, имеющих канал измерения визирного угла - также и значения визирного угла), полученных отградуированным комплектом, со значениями тех же величин, принимаемых за «истинные», задаваемых поверочной установкой, и определяют характеристики инструментальной погрешности. Определение основной погрешности измерения зенитных углов, сек 10; 15 30; 40 Поверочное приспособление для задания азимута от 0 до 360° и зенитного угла в диапазоне измерений инклинометром, квадрант оптический с допустимой погрешностью не более Стол УСИ, установки УОП-2, УПМ, УПН или поверочное приспособление для задания углов и угломер-квадрант с допустимой погрешностью не болееФеррозонд, феррозондовый магнитометр, прибор для измерения и индикации магнитных полей (в основном постоянных или медленно меняющихся) и их градиентов. Феррозонд применяют для измерения земного магнитного поля и его вариаций в частности, при поисках полезных ископаемых, создающих локальные аномалии геомагнитного поля; для измерения магнитных полей Луны, планет, межпланетного пространства; для обнаружения ферромагнитных предметов и частиц в неферромагнитной среде; в системах контроля за качеством выпускаемой продукции (магнитная дефектоскопия и др.). Поэтому в ряде систем местоопределения магнитные датчики направления, представляющие, как правило, трехкомпонентные измерители магнитного поля Земли, дополняются другими приборами, позволяющими компенсировать искажения магнитного поля, возникающие изза различных факторов. Свойства гироскопа к проявляются при выполнении двух условий: 1) ось вращения гироскопа должна иметь возможность изменять свое направление в пространстве; 2) угловая скорость вращения гироскопа вокруг своей оси должна быть очень велика по сравнению с той угловой скоростью, которую будет иметь сама ось при изменении своего направления. К
План
Содержание
Введение 3
1. Определение искривления скважин 5
2. Оценка погрешностей измерения 11
3. Феррозондовые инклинометры 23
4. Гироскопические инклинометры 28
Заключение 36
Список литератур 37
Приложение 1 38
Введение
Целью курсовой работы является изучение и сравнение инклинометрических датчиков: феррозонда и гироскопа.
Актуальность темы. Непрерывный рост темпов разведки и добычи нефти и газа, увеличение интенсивности уже найденных месторождений за счет применения кустового бурения и горизонтальной проводки месторождений потребовало существенного повышения точности диагностики и активного контроля пространственного положения ствола скважины.
Как известно, в бурение наклонных скважин одним из трудных и ответственных задач является ориентирование отклонителя для проведения зарезки с вертикального ствола. Ориентирование отклонителя связано с возможными ошибками, увеличивающимися с ростом глубины бурения.
Осуществить зарезку с вертикального ствола не представляется возможным провести на основе традиционно применяемой технике бурения. Интервалы искривления характеризуются возникновением осложнений и прихватов бурильного инструмента.
Это, в свою очередь, привело к необходимости создания новых, более совершенных поколений инклинометрических измерительных систем, с помощью которых осуществляется определения пространственного положения скважины.
Инклинометр, как измерительная система, используется в важнейшем технологическом процессе - строительстве скважин. По его показаниям маркшейдер контролирует соответствие профиля и плана скважины проектному заданию и корректирует соответствующим образом процесс бурения. Поэтому точность производимых измерений и оперативность их представления во многом определяют и стоимость затрат на построение скважины в целом.
Разработкой таких систем занимается ряд специализированных отечественных и зарубежных фирм. Однако отечественные инклинометры уступают зарубежным по техническим характеристикам, а последние имеют очень высокую стоимость.
В то же время, анализ научно - технических достижений наших ведущих предприятий аэрокосмической и приборостроительной отраслей показывает, что на базе своих разработок и научно - технических заделов они могут создавать отечественные инклинометры, конкурентоспособные на мировом рынке, как по своим техническим характеристикам, так и по стоимости.
Однако, несмотря на большой научный задел в области точного приборостроения, использование его для решения проблем инклинометрии требует дополнительного изучения и исследования. По этому все усилия, направленные на разработку инклинометрических систем, являются актуальными и своевременными.