2.2. Расчет профилей обычного типа

Расчет профилей обычного типа сводится к определению максимального зенитного угла скважины, горизонтальной и вертикальной проекций и длины каждого из участков, входящих в состав данного профиля, а также общей длины ствола скважины и общего отхода от вертикали.

Исходными данными для расчета профиля являются:

H – проектная глубина скважин;

h – глубина зарезки наклонного участка;

А – проектное смещение забоя от вертикали;

i₁, R₁ – интенсивность и радиус на участке набора зенитного угла с отклонителем;

i₂, R₂ – интенсивность и радиус на участке неориентируемого набора;

i₃, R₃ – интенсивность и радиус на участке уменьшения зенитного угла;

α_о– угол набора кривизны с отклонителем;

h_в – глубина второго вертикального участка;

α_к– угол в конце участка уменьшения зенитного угла.

R_доп- радиус круга допустимого отклонения от пректной точки в горизонтальной плоскости.

Профиль рассчитывают по участкам сверху вниз (рис.2.4).

Рисунок 2.4 – Профиль скважины

Расчет профиля заключается в определении проекций участков на вертикальную и горизонтальную оси и длины участка по стволу:

a₁, h₁, l₁ – горизонтальное смещение, вертикальная проекция и длина по

стволу на участке набора угла с отклонителем;

a₂, h₂, l₂ – горизонтальное смещение, вертикальная проекция и длина по

стволу на участке неориентируемого набора угла;

a₃, h₃, l₃ – горизонтальное смещение, вертикальная проекция и длина по

стволу на участке стабилизации зенитного угла;

а₄, h₄, l₄ – горизонтальное смещение, вертикальная проекция и длина по

стволу на участке уменьшения угла.

Основным расчетным параметром профиля скважины является угол α в конце участка зарезки наклонного ствола или в конце участка неориентируемого набора угла, если он включен в профиль скважины. Таким образом, α – максимальный зенитный угол ствола скважины. Величина этого угла в основном определяет смещение конечного забоя от вертикали.

При проектировании скважины должно выполняться условие:

A = a₁ + a₂ + a₃ + a₄ = Σ a_i.± R_доп (2.1)

Угол α находится подбором, то есть, изменяя значения угла α, добиваются выполнения условия (2.1), или по формуле:

(2.1)

где H_1,2= h₁+, h₂

(2.2)

Основные расчетные формулы для определения проекций участков приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Название расчётной величины, единицы измерения.	Формула
Длина ствола искривлённого участка, м	l = (αкон – αнач ) / i
Горизонтальная проекция искривлённого участка, м	a = R . (cos αнач – cos αкон)
Вертикальная проекция искривлённого участка, м	h = R .(sin αкон – sin αнач)
Длина прямолинейно-наклонного участка, м	l = h / cos α ;
Связь вертикальной и горизонтальной проекций прямолинейно-наклонного участка, м	a = h . tg α
Угол в конце участка набора кривизны, град	αкон = arc sin (sinαнач – h/R)

В таблице α_нач и α_кон – углы в начале и конце участка соответственно.

Расчет трехинтервального профиля с прямолинейно наклонным участком – профиль первого типа (см. рис. 2.1).

Исходными данными для расчета профиля являются: проектная глубина – Н; глубина зарезки наклонного участка – h; проектное горизонтальное смещение забоя от вертикали – A; зенитный угол в конце участка набора угла с отклонителем – α_o; интенсивность искривления (радиус искривления) ствола на участке набора ориентируемого и неориентируемого соответственно – i₁ (R₁), i₂ (R₂).

Расчет производят по формулам, приведенным в таблице 2.1.

1. Определяют проекции на первом вертикальном участке. Так как участок вертикальный, его горизонтальное смещение и зенитный угол равны 0, а вертикальная проекция и глубина по стволу равны глубине зарезки h.

2. Определяют проекции на участке 2а – участке набора угла с отклонителем.

Вертикальная проекция h₁ определяется по формуле:

h₁ = R₁. sin α_o, (2.3)

Горизонтальная проекция a₁ определяется по формуле:

а₁=R₁. (1 – cos α_o), (2.4)

Длина интервала по стволу l₁ определяется по формуле: l₁ = α_o /i₁.

3. Определяют проекции на участке 2б – участке набора угла неориентируемой компоновкой:

h₂ = R₂ . (sin α – sin α_о); a₂ = R₂ . (cos α_о – cos α); l₂ = (α – α_о) / i₂, (2.5)

4. Определяют проекции на прямолинейно-наклонном участке 3 – участке стабилизации.

Вертикальная проекция определяется как разность между проектной глубиной скважины и суммой проекций на участках набора угла и глубиной зарезки, т. е.

h₃ = H – h – h₁ – h₂, (2.6)

Затем определяется горизонтальная проекция прямолинейного участка и длина по стволу:

a₃ = h₃ ^. tg α; l₃ = h₃ / cos α, (2.7)

5. Результаты расчетов представляют в виде таблицы 2.2.

6. Проверяют условие А = а₁+ а₂ + а₃. Если оно не выполняется, изменяют угол α и пересчитывают проекции участков 2б и 3, процедуру выполняют до тех пор, пока не будет выполнено условие -Σ аi = А ± 10.