鉆井動力鉆具帶彎接頭扭方位

1、動力鉆具帶彎接頭扭方位若實鉆井眼軌跡的方位明顯偏離設(shè)計方位，?且預(yù)計軌跡發(fā)展會脫靶時，則需要扭方位。由于影響井眼軌跡方位漂移的因素較復(fù) 雜，一般應(yīng)在井斜角較小時調(diào)方位， 在中靶前提下盡量減少扭方位。扭方位鉆具組合及其采用的鉆井參數(shù)和定向造斜施工相同， ? 不過扭方位前要進行 方位扭轉(zhuǎn)角以及造斜工具裝置角的計算。 ?深 井扭方位，由于影響鉆具反扭角的因素比較復(fù)雜， 計算數(shù)值誤差較 大，因此，一般采用隨鉆測斜儀扭方位，以提高準(zhǔn)確性。? 彎接頭扭方位有兩種作法， ?其一是在扭方位過程中保持裝置 方位角不變，即在扭方位鉆進過程中， ?鉆柱始終不轉(zhuǎn)動，鉆出的 井眼處在一斜面上，稱為斜面法扭方位。其二是在

2、扭方位過程中保 持裝置角不變， ?即在扭方位過程中不斷扭動鉆具（事實上，只能 打一個單根扭動一次鉆柱， ?做不到連續(xù)不斷地扭動鉆柱）以保持 裝置角不變，所鉆出的井眼處在空間一柱面上，稱為柱面法。扭方 位作法不同，裝置角的計算不同。一、方位扭轉(zhuǎn)角的計算? 扭方位的首要問題是需知道扭多大角度， 即要進行方位扭轉(zhuǎn)角 的計算。1進行測斜計算，算出目前的井底坐標(biāo)位置，如圖1 所示。OT為設(shè)計方位線，0-d-e為實鉆井眼軸線的水平投影，e為 目前的井底。根據(jù)設(shè)計可知目標(biāo)點坐標(biāo)為Ht、Et、Nt，井深Lt。根據(jù)資料及測斜計算可知d、e二點的基本參數(shù)為Ld、Le、a d、ae、d、e, ?e點的坐標(biāo)為 He

3、Ee Nq?2 .計算現(xiàn)用鉆具的方位漂移率 Kp公式：Kp=( e- d)? /( Le-Ld)?3.計算用現(xiàn)用鉆具組合鉆達目標(biāo)點的總方位漂移量p公式： p= Kp (Lt-Le )如果鉆了一段又換了鉆具組合，Kp應(yīng)從新計算。4. 計算對準(zhǔn)目標(biāo)的方位線的方位角 z如圖1所示，自目前井底e對準(zhǔn)目標(biāo)點T的方位線為eT, eT的方 位角為z。公式：當(dāng) Nt > Ne時： z = arctg (Et-Ee) / (Nt-Ne)當(dāng) NtvNe時：z = arctg (Et-Ee) /(Nt-Ne) +180°5. 計算目前的井底方位與對準(zhǔn)目標(biāo)的方位之間的偏差角z 公式：z = O z-e

4、當(dāng)z>0時：需右扭(增)方位；當(dāng)zv 0時：需左扭(減)方位。如果我們想按照方位均勻漂移，那么從目前井底e鉆達目標(biāo)T, 需要的方位漂移應(yīng)該多大呢？由圖2可以看出需要的方位漂移角應(yīng) 為2 z。6. 選擇控制井斜方位的方法若2z =p,不需扭方位。若2z與p相差很大，甚至符號相反，則必須使用動力鉆具 帶彎接頭強行扭方位。在強行扭完方位之后的鉆進過程中，方位仍然會漂移。圖2需要的方位漂移角7. 計算用動力鉆具強行扭方位的扭轉(zhuǎn)角 公式：= z-(p)/2。上式表明動力鉆具強行扭方位時，要“少扭”一些，留下一些 角度讓鉆具組合的自然漂移去扭，這個“少扭”的角度就是( ©P)/2。8計算預(yù)

5、計的井底井斜方位角T公式： T= O ©+ + p上述的計算是根據(jù)該井正在使用的鉆具組合和地層的具體條 件下的井眼方位漂移率來計算的，在后續(xù)鉆進過程中，如果鉆具組 合、地層變了，井眼方位漂移率也變了，這是需要根據(jù)井身水平投 影及新的測斜資料重新計算。二、定向角（裝置角）的計算及其沙尼金圖解法定向角（裝置角）是指定向造斜或扭方位，在啟動鉆具加壓鉆 進之后，造斜工具面所處的位置，用工具面表示，即為定向工具面 角，簡稱定向角。通常，當(dāng)井底井斜角w 6 °時，定向角用磁北工具面角表示; 當(dāng)井底井斜角6°時，用高邊工具面角表示，一般扭方位施工多 使用高邊工具面角表示，它與現(xiàn)

6、場使用的“裝置角” 一詞具有相同 的意義。1斜面法扭方位裝置角的計算與圖解斜面法扭方位，是保持裝置角不變扭方位，其計算如表1?表1斜面法扭方位裝置角的計算與圖解扭方位 方式理論計算沙尼金圖解1.常 規(guī) 扭 方 位已知： 0E 1、i、K、 L。 求：丫、3、Of 2。 Y = KX L o ta si土Jsin2 Y -sin2oi sin 朋2si ni n(x 尊 Cos a 2=Cosct iCos y -Sin a iSin y Cos 3。02.1) 90° 扭方位(即 3 = ± 90°): 已知：0( 1 > 1 > 、3 =±

7、 90 °、K o求：Y、G 2、 Lo tg y =± tg Sin a 1 。 Cos a 2=Cosct Qos 丫 。 L= 丫 / K oAccO 丿 Q7-特殊 扭 方2)穩(wěn)斜扭方位(即 a 1 = a 2):已知：a 1 = a 2、 1、K o求：丫、3、L o Cos Y = Cos2 a 1+Sin2 a 1CosA Y 3 =± arc Cos( tg2)tg a 1 L=y / K oO V/A Q位3）全力扭方位（即a 2 V a 1）: 已知：a 1、1、K o ?求：丫、3、a 2、 L oSin y = Sin a 1Sin o0-

8、Q 3 =± arc Cos( tg 丫 /tg a 1) Cos a 2=Cosa 1/ Cos 丫 。 L= y / K oK :造斜工具的造斜率，度/100米。備 y ：扭方位井段的狗腿角，度。 a 1：扭方位前的井底井斜角，度。 a 2：扭完方位后的井斜角，度。：動力鉆具扭方位時的扭轉(zhuǎn)角， 度。在鉆井生產(chǎn)現(xiàn)場沙尼金圖解時,是從水平投影圖中直接量取。注 3 :動力鉆具扭方位時的彎接頭初始裝置角，度。 L：動力鉆具扭方位的鉆進長度，米。 “土”： 增方位時取“ + ” ；減方位時取“”o1）圖解法扭方位步驟圖解法是一種近似計算定向角的方法，使用簡單，求解迅速, 是現(xiàn)場常用的方法。

9、如表1圖示。已知條件：扭方位前的井斜角 a 1,方位角1,扭方位后的方 位角2。二2-1,彎接頭的造斜率K以及限定扭方位的井 眼長度 L。 根據(jù)K、 L計算扭方位井段的狗腿角丫。丫= K - L。 選取一定長度單位代表井斜角度值，如 1cm代表1°或2cm 代表1. 5°等。 選定原點0,作N E坐標(biāo)，根據(jù)1作井斜方位線攽0Q敀， 量得攽OAa 1 （長度代表角度），以A為圓心，丫（以長度代表角 度）為半徑畫圓。 以/ AOBE作線段攽OB敀，交圓于B、B，兩點。0,表示方位增加，作圖時應(yīng)以 OA為始邊，順時針方向 轉(zhuǎn)至OB方向；V0,表示方位減小，應(yīng)以 OA為始邊，逆時針

10、 方位轉(zhuǎn)到OB線。表1圖例均按0作圖。 用量角器量得/ QAB和/ QAB, / QAB示增斜扭方位裝置角，/ QAB表示減斜扭方位的裝置角。 用直尺量得OB和OB，的長度，？按所選比例換算成角度，即 表示扭方位后所能達到的井斜角。其中 OB 表示增斜減方位, OB 表示減斜減方位。2）裝置角對井斜角和方位角的影響如圖 3 所示。 當(dāng)0°v 3 V 90°,裝置角位于第一象限，為增斜增方位。 當(dāng)90°v w V 180°時，裝置角位于第二象限，為減斜增方位。 當(dāng) 180°V 3V 270°（ 90°）時,裝置角位于第三象限,

11、 為減斜減方位。 當(dāng) 270°（ 90°）V 3 V 360°時,裝置角位于第四象限, 為增斜減方位。3）在全力扭方位時, 工具面安置角應(yīng)放在右 95°（全力增方位） 或者左 95°（全力減方位）,以保持井斜角不變和全力扭方位。右（或左）90°95°之間的角差為偏增角（取 5°）。3 =270°減斜Jt增斜出IV原井斜方位減方位3=180°(3 =0°)增方位nI3 =90 °圖3 3對a和的影響?扭方位方式不同，裝置角不同，扭方位井段的長度和狗腿角也 不同，扭完方位的井斜角

12、也不相同，在鉆井生產(chǎn)現(xiàn)場中，要根據(jù)實 鉆井眼軸線的差別情況正確選擇扭方位方式。不要盲目地一律采用 90°扭方位。?扭方位井段的長度，以常規(guī)扭方位最長、90°扭方位次之、穩(wěn)斜扭方位較次、全力扭方位最短。當(dāng)需要在最短井段內(nèi)完成扭方位 時，可以采用全力扭方位。扭完方位后的井斜角，在穩(wěn)斜扭方位下 不變，在常規(guī)和90°扭方位時，井斜角增加，在全力扭方位下井斜 減小。2 .柱面法扭方位裝置角的計算?彎接頭柱面法扭方位，是保持裝置角不變扭方位。在扭方位過 程中，想始終保持裝置角不變，必須采用隨鉆測斜儀提供井下情況（a、3）,只要裝置角發(fā)生了變化便隨時轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，將裝置 角及時調(diào)到

13、規(guī)定的值。有些井隊一般采用貓頭拉大鉗的方法扭動鉆具，其計算如表2。?表2柱面法扭方位裝置角的計算連續(xù)扭動鉆具的理論計算不連續(xù)扭動鉆具的理論計算1、已知：a 1、 i、K、AL o 求:3、a 2 o Y = K A L o A a = y Cos 3 o Sin 3 = Sin( a 汁 A a /2 )/ y已知：a 1、 1、K、A Lo求：3 1、a 2后，然后： 計算所需要的單根數(shù)n : n=A L/l o 計算鉆進每個單根時狗腿角A y ：Ay= K A L/ n o 計算A a和3 1:A a = y Cos 3 1Sin 3 1=A Sin ( a 1+ A a /2)(利用直接

14、迭代法計算) 計算每個單根鉆完后的井斜角a 2：Cos a 2= Cos a CosA y -Sin a Sin A y Cos® 1 計算每個單根鉆完后的裝置角3 2：增斜扭方位：Sin 3 2= Sin a 1Sin 3 1 / Sin a 2減斜扭方位：Sin(180 ° - 3 2)=SinaSin 31 /Sin a 2 計算每個單根鉆完后裝置角的變化值：A 3=3 2 3 12、已知：a 1、 1、K、3 o 求：A L、a 2 o小 Ac丄-1A /tg 3 + Lntg a 1/2 A a = 2tg e- a 1 A L= A a /K Cos33、已知：

15、a 1、 1、K、3 = ± 90° o 求：A L、a 2 o a 2= a 1 oK=K Sin 3 / Sin a 1 。 A L= /Ko另外，在我國鉆井現(xiàn)場，也采用打一個單根轉(zhuǎn)動一次方鉆桿的 辦法，來力求保持裝置角不變。在一個單根鉆井中，方鉆桿是不允 許轉(zhuǎn)動的。所以在一個單根鉆井中，實際上是保持裝置方位角不變， 但當(dāng)這根單根鉆完后，應(yīng)將裝置角調(diào)到預(yù)定的值。那么應(yīng)調(diào)多大角度？為此要研究一個單根鉆進過程中裝置角變化了多少？其計算 如表2。三、扭方位造斜鉆具裝置方位角的計算公式3 =1+3式中1：扭方位前的井斜方位角，度。3 :扭方位時造斜鉆具的裝置角，度。扭方位施工方

16、法與造斜鉆具定向方法相同，在此不再敘述。序號名稱尺寸扣型備注水龍頭接頭631 X 731 雙反國產(chǎn)(7014)631 X 631 雙反外國產(chǎn)上旋塞630 X 631 雙反卜旋塞5 1/4 410X 411NC503 1/2 310X 311NC38鉆桿5 1/2 520X 5215 ”410X 411NC503 1/2"310X 311:NC382 7/8"210X 211NC312 3/8"2A1 0X 2A11NC26鉆鋌11"NC77或 830X 8319 "NC61或 730X 7318"NC56或 630X 6317 &qu

17、ot;410X 411NC506 1/4"4A1 0X 4A11NC464 3/4"310X 311NC354 1/8"210X 211NC313 1/2"2A1 0X 2A11NC26扶正器26"730X 73117 1/2"730X 73112 1/4"630X 631或 NC569 1/2"630X 410 或 410X 4118 1/2"NC465 7/8"311X 310NC38振擊器8"NC566 1/4"4A1 0X 4A11NC464 3/4"310

18、X 311:NC38取芯筒6 3/4 "4104 3/4 "310鉆頭26"73117 1/2 "73112 1/4 "6319 1/2 "6318 1/2 "4316 "3315 7/8 "3314 1/8 "2A31 或 231刮壁器9 5/8 "4307 "330 或 3105 "2A10 或 2A30銃錐7 "410序號名稱尺寸扣型備注水龍頭接頭631 X 731 雙反國產(chǎn)(7014)631 X 631 雙反外國產(chǎn)上旋塞630 X 631 雙反卜旋塞5 1/4 410X 411NC503 1/2 310X 311NC38鉆桿5 1/2 ”520X 5215 ”410X 411NC503 1/2"310X 311NC382 7/8"210X 211NC312 3/8"2A1 0X 2A11NC26鉆鋌11"NC77或 830X 8319 "NC61或 730X