SU1377377A1

SU1377377A1 - Способ определени азимута

Info

Publication number: SU1377377A1
Application number: SU864123765A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Николаевич Ковшов; Игорь Борисович Андреев
Original assignee: Днепропетровский инженерно-строительный институт
Priority date: 1986-06-16
Filing date: 1986-06-16
Publication date: 1988-02-28

Abstract

Изобретение относитс к промышленному бурению и м.б. использовано дл контрол траекторных параметров буровых скважин. Цель изобретени - расширение диапазона применени за счет обеспечени определени азимута при наличии магнитного пол аномалии. Устанавливают феррозондовый датчик в плоскость наклона скважины и горизонтальную плоскость в точке измерени и определени показаний двух взаимно ортогональных феррозондов. Измер ют поэтапно при перемещении датчика от усть скважины до забо . Показани феррозондов определ ют на каждом этапе в трех близлежащих точках траектории скважины. На первом этапе датчик устанавливают в точке траектории скважины, дл которой известно истинное значение азимута. Перемещают датчик последовательно во вторую и третью точки измерени . Определ ют изменение азимута и параметры магнитного пол аномалии. Корректируют показани феррозондов в третьей точке и вычисл ют истинное значение азимута. -Переход т к следующему этапу измерени , третью точку предыдущего этапа принимают за начало отсчета. При достижении датчиком забо , при окончании последнего цикла измерений, имеют истинное значение азимута скважины и параметры аномальных магнитных полей по всей траектории скважины. (О (Л 00 со

Description

Изобретение относитс к промышленному бурению и может быть использовано дл контрол траекторных параметров буровых скважин.

Целью изобретени вл етс расширение диапазона применени за счет обеспечени определени азимута при наличии магнитного пол аномалии.

k cos( j - 0/ ) A

3

Способ основан на том, что при бу- Q -а,;, (а j - а ,, ) + а (а - sin( Уз - о ) А

г-ь

рении скважины параметры ее траектории мен ютс с небольшой скоростью по глубине. Следовательно, при проведении измерений в нескольких близлежащих точках азимут скважины мен етс практически линейно. Известно и то, что аномалии природного происхождени также привод т к достаточно медленным изменени м аномального магнитного пол по глубине. На основании этого можно, выбира достаточно малое рассто ние между точками измерени , полагать линейное изменение величины магнитного пол аномалии. При этом допускаетс возможность произвольного изменени направлени вектора магнитного пол аномалии при движении прибора от одной точки измерени к другой , что часто имеет место при прохождении датчика нелосредственно че- рез аномально магнитную область.

Сигналы феррозондов пропорциональны синусу и косинусу угла между направлением магнитного пол и осью феррозонда. При наличии магнитной аномалии мы можем записать ртноси

тельные сигналы феррозондов в следующем виде:

«1 и «.,

ai а

сов о/ + k cosji, -sin k sin

3-

(1)

е k - отношение величины пол аномалии к магнитному полю Земли V - угол между направлением пол

аномалии и осью феррозондаj d - истинное значение азимута. Опреде лим сигналы феррозондов в ех точках измерени на одном из апов с учетом указанных выше допуний:

а, coso, aj, -sint, a,cos(rf+ iJo//2) + 0,5kcoS jij

40

45

50

-sin( o( + 4cf/2) - 0,5k ., ( d +kcosi

Чг

-sin(o + Л|) - ksin

Ту

(2) 55

Произвед некоторые преобразовани учитыва малые изменени азимута и близком расположении точек измени , т.е s /) 1,

п и А,,

а 73 а А

замен sin йУ ud получим:

и

- 2а,, k cos

Гз - k cos j,

1-1

- 2a k sin y,, - k sin у

2

(a,, -a,,) +

k cos( j - 0/ ) A

.)

3

-а,;, (а j - а ,, ) + а (а - sin( Уз - о ) А

г-ь

4

(3) )

2а„ (а „ - а ,, ) + 2а,, (а ,, - а,, ) kcosC у, - 0) Ау,

-2а,, (а ,,j - а„ ) + 2а , (а,, - а ,) - k sin( У- - о( ) А.

Следующие преобразовани основаны переходе от суммы и разности тринометрических функций к их произдени м:

AI tpJj-lJ: A, V.2

A , + A7 2

(4)

+

Из (4) можно определить значени jf и j, а, подставл их в (3), получим k и 4о/:

А4 - А4 Тг arctg------ arctg

}Д l

15 20 25 ЗО

35

0

5

0

5

arctg

Af - А4

arctg--,

Тз + AS ..,

k Aj/cosC ji, - oC) , V./)(« -A4 - A,tg( jj -(/). (5) Полученные соотношени дают полную информацию об азимуте скважины и параметрах магнитного пол аномалии во второй и третьей точках измерени . Точность вычислени изменени азимута полностью определ етс рассто нием между точками измерени . Выбира это рассто ние достаточно малым , можно обеспечить любую заранее заданную точность определени азимута .

Способ осуществл етс следующим образом.

; Измерение сигналов двух взаимно ортогональных феррозондов производ т при перемещении датчика от усть скважины к забою. На первом этапе датчик устанавливают в устье скважины либо в точке траектории скважины, дл которой известно истинное значение азимута. Затем датчи к перемещают последовательно во вторую и третью точки измерени и определ ют показани феррозондов. Затем по соотноше10

15

ни м (5) определ ют изменение азимута и параметры магнитного пол аномалии в третьей точке измерени , и вли ние аномалии вычитаетс из сигналов феррозондов, т.е. дл устранени вли ни магнитной аномалии показани феррозондов в третьей точке корректируют и вычисл ют истинное значение азимута, так как скорректированные сигналы феррозондов пропорциональны синусу и косинусу истинного значени азимута в третьей точке измерени .

При переходе к следующему этапу измерений треть точка предьщущего этапа принимаетс за начало отсчета и вс последовательность действий повтор етс . При достижении датчиком забо скважины, при окончании последнего цикла измерений, имеют истинное jn значение азимута скважины и парамет- ры аномальных магнитных полей по всей траектории скважины.

Дл конкретной реализации способа возможно применение известных уст- 25 ройств, содержащих две карданные рамки , в которых размещены два взаимно ортогональных феррозонда, и имеющих выход измерительной информации в цифровом виде.2Q

При осуществлении способа конкретные значени различных параметров могут измен тьс под воздействием внешних условий. Например, предположение о малых величинах искривлени скважины между первой и третьей точками оказывает существенное вли ние на выбор рассто ни между .этими точками.

При конкретной реализации способа следует учитывать следующее.

При прохождений датчика от точки начала отсчета к третьей точке изменение азимута скважины ol не должно превьшать 5-7°, причем с уменьшением этой величины значительно увеличиваетс точность определени азимута. Максимальна величина напр женности магнитного пол аномалии k может измен тьс в значительных пределах. В частности, при изменении значени k

35

40

45

на точность определени азимута и может принимать прризвольные значени при движении датчика по скважине.

При моделировании бьша проведена оценка погрешности способа в зависимости от различных параметров. Например , при k 0,7и йо1 5 погрешность определени азимута не превышала 1,5°. При уменьшении ло максимальна величина погрешности снизилась до 0,7°.

В скважине, проход щей через железорудный пласт с большой величиной аномального пол , проводили проверку способа (рассто ние между точками измерени 7,5 м). Максимальное расхождение между результатами, полученными предлагаемым способом и инклино- метрией скважины гироскопическим инклинометром , не превьш1ало 5 , причем на эту величину вли ет также и точность инклинометра, показани которого считали образцовыми.

Формула.изобретени

Способ определени азимута, вклю- чающий установку феррозондового датчика в плоскость наклона скважины и горизонтальную плоскость в точке измерени и определени показаний двух взаимно.ортогональных феррозондов, отличающийс тем, что, с целью расширени диапазона применени за счет обеспечени определени азимута при наличии магнитного пол аномалии, измерени производ т nor этапно при перемещении датчика от усть сквйжины к забою, а показани феррозондов определ ют на каждом этапе в трех близлежащих точках траектории скважины, при этом на первом этапе датчик установлен в точке траек- тории скважины, дл которой известно истинное значение азимута, перемещают датчик последовательно во вторую и третью точки измерени и определ ют изменение азимута и параметры магнитного пол аномалии, корректируют пов пределах 0,1-2 (в относительных ве-50 казани феррозондов в третьей точке личинах к значению напр женности маг- и вычисл ют истинное значение азиму0

5

n

5 Q

5

0

5

Формула.изобретени

Способ определени азимута, вклю- чающий установку феррозондового датчика в плоскость наклона скважины и горизонтальную плоскость в точке измерени и определени показаний двух взаимно.ортогональных феррозондов, отличающийс тем, что, с целью расширени диапазона применени за счет обеспечени определени i азимута при наличии магнитного пол аномалии, измерени производ т nor этапно при перемещении датчика от усть сквйжины к забою, а показани феррозондов определ ют на каждом этапе в трех близлежащих точках траектории скважины, при этом на первом этапе датчик установлен в точке траек- тории скважины, дл которой известно истинное значение азимута, перемещают датчик последовательно во вторую и третью точки измерени и определ ют изменение азимута и параметры магнитного пол аномалии, корректируют по0 казани феррозондов в третьей точке и вычисл ют истинное значение азиму

Claims

Формула.изобретения

Способ определения азимута, включающий установку феррозондового датчика в плоскость наклона скважины и горизонтальную плоскость в точке измерения и определения показаний двух взаимно.ортогональных феррозондов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона применения за счет обеспечения определения , азимута при наличии магнитного поля аномалии, измерения производят по? этапно при перемещении датчика от устья скважины к забою, а показания феррозондов определяют на каждом этапе в трех близлежащих точках траектории скважины, при этом на первом этапе датчик установлен в точке траектории скважины, для которой известно истинное значение азимута, перемещают датчик последовательно во вторую и третью точки измерения и определяют изменение азимута и параметры магнитного поля аномалии, корректируют показания феррозондов в третьей точке и вычисляют истинное значение азимута, переходят к следующему этапу измерения, а третью точку предыдущего этапа принимают за начало отсчета.

Тираж 530 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4

Произв-полигр. пр-тие, г