Зенитный угол: описание, правила расчета, общие закономерности

Зенитный угол: описание, правила расчета, общие закономерности
При бурении скважины важно высчитать зенитный угол

Многим интересно, что такое зенитный угол скважины. Скважина в математике — это путь траектории беспрерывного поступательного движения, разрушающего породу бура в пространстве, и трасса, как её дискрет-графическое отображение в виде ломаной кривой, определяется координатами положения и направления.

Описание зенитного угла скважины

Непрерывное определение точек траектории геологических разведочных скважин сегодня обычно не выполняется, а их приращения выявляются по отдельным дискретным точкам специальной съёмки в географических декартовых координатах (прямоугольник) трехмерного пространства.

Зенитный угол: описание, правила расчета, общие закономерности
Ознакомиться с описанием зенитного угла можно в специализированной литературе

Тут традиционно определяют:

  1. Х0, Y0, Z0 — изначальные координаты закладывания скважины.
  2. Хi, Yi, Zi- её текущие точки в i-й, например, Ai и Xk, Yk, Zk точки подсечения тела руды скважиной последнего забоя координаты Ki. Ось X п- это касательная к магнит-меридиану в направлении магнит-севера. Ось Y по перпендикуляру к оси X, идущая в сторону магнит-востока, ось Z идет в сторону воздействия вектора силы тяжести.
  3. В жизни расположение в пространстве или направление скважины выявляются по данным инклинометрии в полярной системе координат, так как большее количество съемок выявляют прямое измерение в вертикали и горизонтали главных полярных параметров: в вертикали зенита иi, или угла наклона д, в горизонтали азимута бi. Глубина замеряется также в каждой имеющейся i-й точке (к примеру, Ai).

Зенитом именуется угол между вертикальной (черта OZ в любой текущей координате) и осью скважины OAi (вектор скорости бура) или касательной к ней в имеющейся координате. Угол между осью углубления в породе или касательной к ней и горизонтальной в той же координате — это наклоненный угол д. Сумма зенита и угла наклона прямой: и+д = р/2. При повышении углов зенита идет «выполаживание», а при сокращении — «выкручивание» углубления в породе.

Как рассчитать азимутальный угол

Азимутальным углом, или азимутом бi горной выработки, именуется угол, высчитываемый по часам (в северном полушарии), пролегающий горизонтально и сформированный каким-либо ориентиром направления, принятым за изначальный отсчёт, к примеру, 0x и проекцией оси горной выработки по горизонтали (вектора скорости бура) в любой координате Ai.

Зенитный угол: описание, правила расчета, общие закономерности
Для расчета азимутального угла лучше пользоваться вспомогательными материалами

В зависимости от выбора изначального направления отсчёт азимутального угла может быть:

  • Истинный;
  • Магнитный;
  • Условный.

В первой ситуации отсчёт проводится от географического, во второй — от магнит-меридиана, а в третьей — от направления на случайно взятый репер, географические точки которого специалист уже знает. При повышении азимута идет правое «+», а при сокращении левое «-» азимутальное искривление горной выработки круглого сечения.

Представляет собой интервал по стволу от устья 0 до забоя Ki или любой i координаты меры углов.

Глубины ствола замеряют по инструменту во время его поднятия из скважины и при финишных замерах, которые выполняются регулярно по мере углубления скважины. Замерять азимутальный угол следует перед установкой искусственного отклонителя в углублении, а также когда будут устранены аварийные ситуации и любые сложности.

Понятие апсидальной плоскости

Для того чтобы изобразить расположение горного углубления в пространстве, в координатах его точки высчитываются для определенных осей.

А именно:

  • X;
  • Y;
  • Z.

Так, к примеру, координата Аi дает проекцию на плоскость в горизонтали осей X, Y (координата А1 с точками С1, С1), на плоскость в вертикали осей X, Z (координата А2 с точками С1, С2) и вертикаль осей Y, Z (координата А3 с точками С2, С3). При постройке геологических разрезов ось ведут на 2 плоскости — вертикаль и горизонталь и именуют вертикальной ОА2-профиль и горизонтальной ОА1-план проекцией углубление в породе, а величины линий А1 С1 и Аi А1 показывают собой отведение или смещение забоя горной выработки круглого сечения от плоскостей (горизонталь и вертикаль). Вертикаль, которая проходит через ось углубления, и вертикаль в любой координате оси именуется апсидальной (зенитной) плоскостью, а двугранный угол отсчитывается по ходу часов между апсидальной плоскостью и углом.

Общие закономерности

При буре все углубления по разнообразным причинам в той или иной мере отходят от изначально заданного пути. Этот процесс именуется искривлением. Непреднамеренный процесс именуется естественным, а искривление углублений при помощи разного рода инновационных техприёмов – искусственным.

Вообще, искривление углублений в породе проходит с осложнениями, такими как:

  • Наиболее интенсивное изнашивание труб бура;
  • Увеличенное расходование мощности;
  • Трудности при осуществлении спуско-подъёмных мероприятий;
  • Обрушение стен скважины и др.

Но иногда искривление углублений в породе дает возможность в разы сократить траты средств и времени при разработке месторождений нефти и газа. Так, если искривление углубления нежелательно, то его стараются предотвратить, а если оно требуется, то его осуществляют. Этот процесс именуется направлением бура, которое определяется как бурение углублений с применением закономерностей естественного процесса и при помощи искусственных приемов для выведения углубления в точку, которая задана. При этом искривление обязательно контролируется и управляется.

Зенитный угол: описание, правила расчета, общие закономерности
При бурении скважины обязательно нужно вычислить точные координаты

В процессе бура направленного углубления нужно знать расположение каждой координаты в пространстве. Для этого надо определить точки её устья и параметры пути, в которые входит зенит Q, азимутный угол углубления и длина L. Анализ искривления углублений показывает, что оно подчиняется особым законам, но для различных месторождений они разные и могут значительно различаться.

Но можно выделить такие общие законы искривления:

  1. В большем количестве ситуаций углубления стремятся занять путь по перпендикуляру слоям горных пород. По ходу приближения к нему сила искривления сокращается.
  2. Сокращение зазора между стенами углубления и специнструментом ведет к сокращению искривления. Области монтажа центральных элементов и их диаметр оказывают влияние на направление и интенсивность зенита.
  3. Повышение жёсткости инструмента сокращает искривление углубления, поэтому скважины большего размера искривляются меньше, чем узкие.
  4. Повышение нагрузки оси ведет к увеличению интенсивности искривления, а более сильное развитие частоты работы труб бура – к её сокращению.
  5. Движение и сила азимут-искривления находятся в зависимости от геологических критериев.

Абсолютная апсидальная величина, наклонно направленная, зависит от интенсивности азимута искривления. С его повышением интенсивность азимут-наклона сокращается.



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *