Параметры наклонного ствола скважины и принципы их измерения

Параметры любой точки ствола скважины делятся на две группы: измеряемые и расчетные (координаты). Начало отсчета – точка на поверхности ротора на оси его вращения. Допустим, что надо определить параметры т. М, принадлежащей наклонному участку ствола скважины (рис. 8.3). Для расчета ее координат необходимо измерить три величины. Мысленно строим две вертикальные плоскости: одна проходит через ось ротора и направление на север, другая проходит через ось ротора и через т. М. Двугранный угол А называется азимутом т. М. Азимут отсчитывается от направления на север по часовой стрелке. Угол a между вертикалью и касательной к профилю скважины в т. М называется углом искривления скважины или зенитным углом. Кроме того, необходимо измерить расстояние от начала отсчета до т. М по стволу скважины. Координаты z и В определяются расчетом. Третьей координатой является азимут.

Измерение азимута относительно магнитного меридиана основано на принципе магнитной стрелки, а угла искривления – на принципе отвеса. Соответствующий прибор называется инклинометром.

Принципиальная схема измерения углов А и a инклинометром показана на рис. 8.3. Основу инклинометра составляют крестообразная рамка 1, установленная с возможностью вращения. Одна часть рамки выполнена эксцентричной с грузом 2, что обеспечивает ее самоустановку в плоскости искривления скважины. На второй симметричной части рамки установлена с возможностью вращения относительно горизонтальной оси буссоль 3 с магнитной стрелкой и датчиком азимута 4. Центр тяжести буссоли смещен вниз, что позволяет ей сохранять горизонтальное положение при любом наклоне оси рамки. В нижней части буссоли установлена стрелка-указатель 5 угла искривления, а в плоскости эксцентричной рамки датчик 6 угла искривления. Датчики 4 и 6 представляют собой электрические сопротивления.

Длинный корпус прибора обеспечивает положение оси вращения рамки параллельное оси скважины. В плоскости искривления скважины находится нуль датчика азимута, а магнитная стрелка показывает на север. При этом стрелка-указатель 5 отклоняется от вертикали на величину угла a искривления скважины.

При измерении углов вначале включают электромагниты, прижимающие стрелки к датчикам, а затем включают инклинометр на замер сопротивлений датчиков от нулевых положений до стрелок. При этом показывающий прибор покажет величины углов А и a.

При измерениях в скважине инклинометр вначале спускают на максимальную заданную глубину на кабеле. Затем поднимают прибор с остановками для замеров. Остановки делают через каждые 10 или 25 м. Датчик длины кабеля показывает расстояние по стволу до точки замера. Результаты замеров позволяют рассчитать и построить фактический профиль скважины. Стальные инструменты в скважине создают большие помехи для работы магнитных приборов, а поэтому инклинометрия проводится преимущественно в скважине без инструмента.