井眼轨迹测量计算

1、 一口井钻完后需要了解井眼轨迹的形状， 以及是否打中了预计的目标层。在实钻过 程中也需要及时了解已钻井眼的轨迹形状， 以便判断其发展趋势及时采取措施进行轨 迹控制，这就需要进行井孔测量并根据测 量数据进行轨迹计算，这种井孔测量在工 程术语中称作测斜 悬锤原理测量钻孔顶角示意图 Inclination: Toolface: Magnetic North Earths Gravitational Field Vertical 地磁场定向原理图 钻孔方位角示意图 两个同样的线圈反方向绕线。交变电流 通过主线圈产生磁场使芯饱和。如无外 磁场，则电压为零，因为线圈反方向。 但是，若有外磁场存在，则一个铁

2、芯会 比另一铁芯提前饱和，引起电压输出错 相位，产生电压脉冲。因此设置在与外 磁场一定角度的检测线圈会产生一个与 通过磁环磁流变化率大小相对应的电压。 而这个电压的大小也与外磁场强度相对 应。所以三轴磁通门可以测定地球磁场 沿三个正交轴线的分量。 G GZ 22 yx GG z yx G GG tg 22 井斜井斜: y x G G tgGTF 高边工具面角（GTF): GTF Gy Gx磁工具面角（MTF): y x H H tgMTF G HZ )()( )( 22 1 2 xxyyzyxz xyyx GHGHGGGH GHGHG V V tg 方位方位: Hy Hx V1 V2 Mag.

3、 North 222 zyx GGGG 驱动器 电子测量/定向短节 旋转阀脉冲器 电池 图图1 常见发射天线示意图常见发射天线示意图 （a）垂直磁场天线）垂直磁场天线 （b）环形线圈耦合垂直电场天线）环形线圈耦合垂直电场天线 （c）直接耦合垂直电场天线）直接耦合垂直电场天线 图图3 天线延长式天线延长式EMMWD在深海钻进中的应用在深海钻进中的应用 H S E N A B A B A B 1 2 M I2 -I1 1 I1 A1 East North North I2 MD = R1 (I2-I1) (rad) 2East Length of arc of circle, L = Rrad A

4、1 R1 LMD 180 180 22 II MD 12 12 1121 I sinI sin II MD 180 I sin RI sin RVert R1 Vert I2 MD 2111 IcosRIcosRHoriz R1 R1 I1I2 I2 )IcosI(cos II MD 180 21 12 211 IcosIcosRHoriz Horiz N A1 A2 L2 East 2 North R2 1 O A2 A2-A1 A1 L2 = R2 (A2 - A1)RAD East = R2 cos A1 - R2 cos A2 = R2 (cos A1 - cos A2) 12 2 2

5、 AA L180 R so, DEG 1212 121 AAII 2AcosAcosIcosIcosMD East = R2 (cos A1 - cos A2) 12 2 2 AA L180 R )IcosI(cos II MD 180 21 12 L2 2 180 East = 1212 1221 AAII AsinAsinIcosIcosMD North = R2 (sin A2 - sin A1) 12 2 2 AA L180 R )IcosI(cos II MD 180 21 12 L2 2 180 North = )( )sin()sin( )()( )cos()cos()cos()

6、cos( )()( )sin()sin()cos()cos( 12 12 1212 2121 1212 1221 II IIMD Vert AAII AAIIMD East AAII AAIIMD North With all angles in radians! 12 12 AA AAsinsin 12 21 AA AAcoscos 12 21 II IIcoscos 12 21 II IIcoscos 12 12 II IsinIsin 1 I1 MD 2 I2 I2 I2 0 Vertical Projection MD 2 21 Icos 2 MD Icos 2 MD Vert 21

7、Isin 2 MD Isin 2 MD Horiz 2211 21 2211 21 AIAI 2 MD A2HorizA1HorizEast AIAI 2 MD A2HorizA1HorizNorth sinsin,sinsin sin.sin. cossin,cossin cos.cos. N E A1 A2 Horiz.1 Horiz. 2 Horizontal Projection 12 2211 2211 IcosIcos 2 MD Vert AsinIsinAsinIsin 2 MD East AcosIsinAcosIsin 2 MD North RFIcosIcos 2 MD V

8、ert RFAsinIsinAsinIsin 2 MD East RFAcosIsinAcosIsin 2 MD North 12 2211 2211 P r O r RDL Q DL 2 2 DL tan DL 2 RF )AA(cos1IsinIsin)I(Icos(DL) cos :follows as calculated is DL, angle, egoglD The 122112 DL = S PQR Arc SRPS RF DLr 2 DL tanr 2 DL tanr A curve representing a wellbore between Survey Station

9、s A1 and A2. (A, I)DL )cos( )sin()sin( )cos()sin( 2 22 22 IMDVert AIMDEast AIMDNorth 2 cos 2 cos 2 sin 2 sin 2 sin 21 2, 12, 1 2121 2, 12, 1 2121 2, 12, 1 LH LN LE 孔内测斜仪器的长度 STL STL STLL H STL STLL N STL STLL E )cos()cos()cos( 2 )cos()sin()cos()sin()cos()sin( 2 )sin()sin()sin()sin()sin()sin( 2 212 2

10、, 1 2, 1 222211 2, 1 2, 1 222211 2, 1 2, 1 )cos( )cos()sin( )sin()sin( 22, 12, 1 222, 12, 1 222, 12, 1 LH LN LE )( )sin()sin( )()( )sin()sin()cos()cos( )()( )cos()cos()cos()cos( 12 122, 1 2, 1 1212 12212, 1 2, 1 1212 21212, 1 2, 1 L H L N L E )cos()cos( 2 )cos()sin()cos()sin( 2 )sin()sin()sin()sin( 2 12 2 , 1 2 , 1 2211 2 , 1