Proiect Foraj Dirijat KOSTEA

Vasilachi Constantin

Devierea i Dirijarea Sondelor

DEVIEREA I DIRIJAREA SONDELOR1. S se proiecteze o sond dirijat cu profil n S, n urmtoarele condiii: adncimea sondei H=2100 m; deplasarea orizontal a intei fa de gura sondei A=300 m; orientarea intei fa de gura sondei T=327o; intervalul final cu lungimea

=... m va fi vertical.

Se impun urmatoarele elemente ale profilului: adncimea de iniiere a dirijrii h1= 600 m; intensitatea de cretere a nclinrii i1= 0,9 grade/10m; intensitatea de scadere a nclinrii i2= 0,8 grade/10m.

Se va indica, ntr-un tabel, nclinarea sondei proiectate, de-a lungul ei, la fiecare 100m. Se vor figura, la scar, proiecia sondei n plan orizontal i proiecia sondei n planul vertical cu azimutul intei T . n planul orizontal se va indica i domeniul de toleran al intei, definit ca: un cerc, centrat pe int, cu raza R=... m. un sector circular cu: deplasarea minim Amin=280 m i deplasarea maxim Amax=320 m azimutul minim min=320 i azimutul maxim max=330

Sistemul de coordonate carteziene va fi ONEV, unde O este gura sondei, N direcia nordului, E direcia estului i V verticala. 2. S se calculeze traseul spaial al sondei dirijate reale cu datele de deviere din tabela anexat n sistemul cartezian ONEV. Se va folosi metoda arcelor de cerc. Se vor trasa proieciile sondei realizate n cele dou plane, orizontal i cel vertical cu azimutul T, pe aceleai desene cu sonda proiectat, cu linii distincte. 3. S se calculeze poziia deviatorului n diverse puncte ale sondei realizate pentru ca aceasta sa ating inta sondei proiectate. 1



1. SONDA PROIECTATDate: sond dirijat cu profil n S; adncimea sondei H=2100 m; deplasarea orizontal a intei faa de gura sondei A=300 m; orientarea intei fa de gura sondei, T=327. Se impun urmtoarele elemente: adncimea de iniiere a dirijrii h1=600 m; intensitatea de cretere a nclinrii i1= 0,9 grade/10m; intensitatea de scdere a nclinrii i2= 0,8 grade/10m. n figura 1 este prezentat schematic profilul sondei cu elementele caracteristice.

2



n continuare se calculeaz valorile elementelor caracteristice ale profilului sondei: Razele de curbur pe cele doua intervale circulare: 1 180 180 = = = 636 ,62 m i1 i1 0 ,09 1 180 180 = = = 716,19 m i2 i2 0,08

R1 =

R2 =

Adncimea pe vertical la nceputul ultimului interval (HE):

3


Devierea i Dirijarea SondelorH E = H = 2100 m

Unghiurile auxiliare:

A R1 R2 300 636,62 716,19 = arctg = 35,064 H h = arctg 2100 600 E 1 ( R + R2 ) cos( ) ( 636,62 + 716,19 ) cos( 35,064 ) = arcsin = arcsin 1 = 47,58 H E h1 2100 600

nclinarea pe intervalul al treilea m:

m = + = 35,064 + 47,58 = 12,516

Lungimea intervalelor:

l 2 = R1 m

= 636,62 12,516 = 139,06 m 180 180

l3 =

R1 + R2 636,62 + 716,19 = = 1236,15 m tg ( ) tg ( 47,58)

l 4 = R2 ( m T )

= 716,19 (12,516 0) = 156,45 m 180 180

4



Proieciile intervalelor (deplasarea orizontal i adncimea pe vertical h):

a 2 = R1 (1 cos( m ) ) = 636,62 (1 cos(12,516 ) ) = 15,12 m h2 = R1 sin ( m ) = 636,62 sin (12,516 ) = 137,96 m a3 = l 3 sin ( m ) = 1236,15 sin (12,516 ) = 267,88 m h3 = l 3 cos( m ) = 1236,15 cos(12,516 ) = 1206,77 m a 4 = R2 ( cos( T ) cos( m ) ) = 716,19 ( cos( 0 ) cos(12,516 ) ) = 17,02 m h4 = R2 ( sin ( m ) sin ( T ) ) = 716,19 ( sin (12,516 ) sin ( 0 ) ) = 155,20 m

Unghiul de nclinare , adncimea pe vertical h i deplasarea orizontal de-a lungul

sondei la fiecare 100 de metri se determina cu relatiile, rezultaltele sunt afiate in tabelul nr.1:

i = 0...22

LB = h1 = 600 m Li = i 100 m LC = h1 + l 2 = 600 + 139,06 = 739,06 m LD = h1 + l 2 + l 3 = 600 + 139,06 + 1236,15 = 1975,21 m LT = h1 + l 2 + l 3 + l 4 = 600 + 139,06 + 1236,15 + 156,45 = 2131,61 m

pentru L LB :

a=0 5



pentru LB L LC :

= i1 ( L h1 )a = R1 (1 cos ) h = h1 + R1 sin

pentru LC L LD :

= ma = aC + ( L LC ) sin h = hC + ( L LC ) cos

pentru LD L LT :

= m i 2 ( L LD )a = a D + R2 ( cos cos m ) h = hD + R2 ( sin m sin )

6


Devierea i Dirijarea SondeloraC = a 2 = 15,12 ma D = a 2 + a3 = 15,12 + 267,88 = 283 m aT = a 2 + a3 + a 4 = 15,12 + 267,88 + 17,02 = 300,02 m

hC = h1 + h2 = 600 + 137,96 = 737,96 mhD = h1 + h2 + h3 = 600 + 137,96 + 1206,77 = 1944,73 m hT = h1 + h2 + h3 + h4 = 600 + 137,96 + 1206,77 + 155,20 = 2099,93 m

Lungimea sondei:

LT = l1 + l 2 + l3 + l 4 = 600 + 139,06 + 1236,15 + 156,45 = 2131,66 m

Utiliznd valorile i formulele de mai sus s-au obinut datele din tabela 1.

Tabela 1.Adncimea msurat m 0,00 100,00 nclinarea grade 0,00 0,00 Deplasarea orizontal m 0,00 0,00 Adncimea vertical m 0,00 100,00

7

Vasilachi Constantin200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 610,00 620,00 . . . 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 . . . 2050 2060 2070 2080 2090 2100 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,90 1,80 . . . 12,51 12,51 12,51 12,51 12,51 12,51 12,51 12,51 12,51 12,51 12,51 . . . 6,53 5,73 4,93 4,13 3,33 2,53

Devierea i Dirijarea Sondelor0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,08 0,31 . . . 71,66 73,83 76,00 78,17 80,33 82,50 84,67 86,83 89,00 91,17 93,34 . . . 295,36 296,43 297,36 298,15 298,80 299,32 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 610,00 620,00 . . . 992,70 1002,46 1012,22 1021,99 1031,75 1041,51 1051,27 1061,04 1070,80 1080,56 1090,32 . . . 2018,45 2028,40 2038,35 2048,32 2058,30 2068,29

2. SONDA REALIZATS-a calculat traseul spaial al sondei realizate folosind metoda arcelor de cerc. Pentru calcule sau folosit datele obinute n urma unei msurtori de deviere care sunt prezentate n tabela 2 coloanele 1, 2 i 3, iar rezultatele obinute n urma calculelor sunt prezentate n coloanele 4-10. Pe baza valorilor deplasrilor orizontale n direcia nord i n direcia est din tabela 2 coloanele 5 i 6 s-a trasat nclinograma sondei figura 2 i un detaliu a acesteia din zona 0 -700m adncime msurat, figura 3.

Pe baza valorilor deplasrii sondei pe direcia cu azimut de T=327 i a adncimii verticale, tabela 2 coloanele 9 respectiv 4, s-a trasat profilul sondei din figura 4.

8



n continuare s-a exemplificat procedeul de calcul pentru primele 5 statii:

Suprafaa staia 1: Adncimea msurt la suprfa: nclinarea la suprafa: Azimutul la suprafa: Azimutul msurat la staia 1: nclinarea la staia 1: Azimutul la staia 1:

L0=0m 0=0 0=280 L1=80m 1=0,25 1=280

Adncimea msurat dintre staii:

L1 = L1 L0 = 80 0 = 80 m

Unghiul total de deviere:

1 = arccos [ cos 0 cos 1 + sin 0 sin 1 cos ( 1 0 ) ]1 = arccos [ cos 0 cos 0,25 + sin 0 sin 0,25 cos ( 280 280 ) ]1 = 0,25

Coeficientul de curbura, F:

9

Vasilachi Constantintg

Devierea i Dirijarea Sondelor1 0,25 tg 2 2 = 1,000001587 F1 = = 1 180 0,25 180 2 2

Variaia coordonatelor ntre staii:

N1 = F1

L1 ( sin 0 cos 0 + sin 1 cos 1 ) 2

N1 = 1,000001587

80 ( sin 0 cos 280 + sin 0,25 cos 280 ) = 0,0303 m 2

E1 = F1

L1 ( sin 0 sin 0 + sin 1 sin 1 ) 2

E1 = 1,000001587

80 ( sin 0 sin 280 + sin 0,25 sin 280 ) = 0,17188 m 2

V1 = F1

L1 ( cos 0 + cos 1 ) 2

V1 = 1,000001587

80 ( cos 0 + cos 0,25 ) = 79,99997 m 2

Coordonatele staiei 1:

N1 = N 0 + N1 = 0 + 0,0303 = 0,0303 m10


Devierea i Dirijarea SondelorE1 = E0 + E1 = 0 + ( 0,17188 ) = 0,17188 m V1 = V0 + V1 = 0 + 79,99997 = 79 ,99997 m

Deplasarea orizontala total:

2 AM 1 = N12 + E12 = 0,0303 2 + ( 0,17188 ) = 0,17453 m

Azimutul deplasrii orizontale totale:

E 0,17188 M 1 = 2 + arctg 1 = 2 + arctg = 279 ,997 N 0,0303 1

Deplasarea pe direcia cu azimutul T=327:

' AM 1 = AM 1 cos ( M 1 T ) = 0,17453 cos ( 279 ,997 327 ) = 0,11902 m

Intensitatea de deviere:

i1 =

1 0,25 = 10 = 0,03125 /10m L1 80

Staia 1 staia 2:

11

Vasilachi Constantin Adncimea msurt la staia 1: nclinarea la staia 1: Azimutul la staia 1: Azimutul msurat la staia 2: nclinarea la staia 2: Azimutul la staia 2:

Devierea i Dirijarea SondelorL1=80m 1=0,25 1=280 L2=120m 2=0,75 2=80


L2 = L2 L1 = 120 80 = 40 m


2 = arccos [ cos 1 cos 2 + sin 1 sin 2 cos ( 2 1 ) ] 2 = arccos [ cos 0,25 cos 0,75 + sin 0,25 sin 0,75 cos ( 280 80 ) ]

2 = 0,98863


2 0,98863 tg 2 2 F2 = = = 1,000024812 2 180 0,98863 180 2 2tg

12

Vasilachi Constantin Variaia coordonatelor ntre staii:


N 2 = F2

L2 ( sin 1 cos 1 + sin 2 cos 2 ) 2

N 2 = 1,000024812

40 ( sin 0,25 cos 280 + sin 0,75 cos 80 ) = 0,0606 m 2

E 2 = F2

L2 ( sin 1 sin 1 + sin 2 sin 2 ) 2

E 2 = 1,000024812

40 ( sin 0,25 sin 280 + sin 0,75 sin 80 ) = 0,171878 m 2

V2 = F2

L2 ( cos 1 + cos 2 ) 2

V2 = 1,000024812

40 ( cos 0,25 + cos 0,75 ) = 39,999908 m 2


N 2 = N1 + N 2 = 0,0303 + 0,0606 = 0,0909 m E 2 = E1 + E 2 = ( 0,17188 ) + 0,171878 = 0,000001447 m V2 = V1 + V2 = 79 ,99997 + 39 ,999908 = 119 ,999 m


13



2 2 AM 2 = N 2 + E 2 = 0,0606 2 + ( 0,000001447

)2

= 0,0909 m


E M 2 = 2 + arctg 2 N 2

0,000001447 = 2 + arctg = 359 ,999 0,0909


' AM 2 = AM 2 cos ( M 2 T ) = 0,0909 cos ( 359 ,999 327 ) = 0,076236 m


i2 =

2 0,98863 = 10 = 0,24716 /10m L3 40

Staia 2 staia 3: Adncimea msurt la staia 2: nclinarea la staia 2: Azimutul la staia 2: Azimutul msurat la staia 3: nclinarea la staia 3:

L2=120m 2=0,75 2=80 L3=160m 3=0,75 14

Vasilachi Constantin Azimutul la staia 3:

Devierea i Dirijarea Sondelor3=55


L3 = L3 L2 = 160 120 = 40 m


3 = arccos [ cos 2 cos 3 + sin 2 sin 3 cos ( 3 2 ) ]

3 = arccos [ cos 0,75 cos 0,75 + sin 0,75 sin 0,75 cos ( 55 80 ) ]3 = 0,32465


3 0,32465 tg 2 = 2 F3 = = 1,000002676 3 180 0,32465 180 2 2tg


N 3 = F3

L3 ( sin 2 cos 2 + sin 3 cos 3 ) 2

15

Vasilachi ConstantinN 3 = 1,000002676

Devierea i Dirijarea Sondelor40 ( sin 0,75 cos 280 + sin 0,75 cos 55 ) = 0,19562 m 2

E3 = F3

L3 ( sin 2 sin 2 + sin 3 sin 3 ) 2

E3 = 1,000002676

40 ( sin 0,75 sin 80 + sin 0,75 sin 55 ) = 0,47226 m 2

V3 = F3

L3 ( cos 2 + cos 3 ) 2

V3 = 1,000002676

40 ( cos 0,75 + cos 0,75 ) = 39,9996 m 2


N 3 = N 2 + N 3 = 0,0909 + 0,19562 = 0,28652 m E3 = E 2 + E3 = ( 0,000001447 ) + 0,47226 = 0,472262 m V3 = V2 + V3 = 119 ,999 + 39 ,9996 = 159 ,9957 m


2 2 AM 3 = N 3 + E3 = 0,28652 2 + 0,472262

2

= 0,55238 m


16


Devierea i Dirijarea SondelorE 0,472262 M 3 = arctg 3 = arctg = 58,755 N 0,28652 3


' AM 3 = AM 3 cos ( M 3 T ) = 0,55238 cos ( 58,755 327 ) = 0,016917 m


i3 =

3 0,32465 = 10 = 0,08116 /10m L3 40

Staia 3 staia 4: Adncimea msurt la staia 3: nclinarea la staia 3: Azimutul la staia 3: Azimutul msurat la staia 4: nclinarea la staia 4: Azimutul la staia 4:

L3=160m 3=0,75 3=55 L4=200m 4=1,00 4=360


L4 = L4 L3 = 200 160 = 40 m 17




4 = arccos [ cos 3 cos 4 + sin 3 sin 4 cos ( 4 3 ) ]4 = arccos [ cos 0,75 cos 1,00 + sin 0,75 sin 1,00 cos ( 360 55 ) ]

4 = 0,83791


4 0,83791 tg 2 2 F4 = = = 1,000017823 4 180 0,83791 180 2 2tg


N 4 = F4

L4 ( sin 3 cos 3 + sin 4 cos 4 ) 2

N 4 = 1,000017823

40 ( sin 0,75 cos 55 + sin 1,00 cos 360 ) = 0,49921 m 2

E 4 = F4

L4 ( sin 3 sin 3 + sin 4 sin 4 ) 2

E 4 = 1,000017823

40 ( sin 0,75 sin 55 + sin 1,00 sin 360 ) = 0,21445 m 218


Devierea i Dirijarea SondelorL4 ( cos 3 + cos 4 ) 2

V4 = F4

V4 = 1,000017823

40 ( cos 0,75 + cos 1,00 ) = 39 ,9959 m 2


N 4 = N 3 + N 4 = 0,28652 + 0,49921 = 0,78573 m E 4 = E3 + E 4 = 0,472262 + 0,21445 = 0,68671 m V4 = V3 + V4 = 159 ,9957 + 39 ,9959 = 199 ,9917 m


2 2 AM 4 = N 4 + E 4 = 0,78573 2 + 0,68671 2 = 1,043524 m


E 0,62671 M 4 = arctg 4 = arctg = 41,1527 N 0,78573 4


' AM 4 = AM 4 cos ( M 4 T ) = 1,043524 cos ( 41,1527 327 ) = 0,28796 m

19




i4 =

4 0,83791 = 10 = 0,20947 /10m L4 40

Staia 4 staia 5: Adncimea msurt la staia 4: nclinarea la staia 4: Azimutul la staia 4: Azimutul msurat la staia 5: nclinarea la staia 5: Azimutul la staia 5:

L4=200m 4=1,00 4=360 L5=230m 5=1,00 5=340


L5 = L5 L4 = 230 200 = 30 m


5 = arccos [ cos 4 cos 5 + sin 4 sin 5 cos ( 5 4 ) ]

20

Vasilachi Constantin Devierea i Dirijarea Sondelor 5 = arccos [ cos 1,00 cos 1,00 + sin 1,00 sin 1,00 cos ( 340 360 ) ]5 = 0,34728


5 0,34728 tg 2 2 F5 = = = 1,000003062 5 180 0,34728 180 2 2tg


N 5 = F5

L5 ( sin 4 cos 4 + sin 5 cos 5 ) 2

N 5 = 1,000003062

30 ( sin 1,00 cos 360 + sin 1,00 cos 340 ) = 0,50778 m 2

E5 = F5

L4 ( sin 4 sin 4 + sin 5 sin 5 ) 2

E5 = 1,000003062

30 ( sin 1,00 sin 360 + sin 1,00 sin 340 ) = 0,089536 m 2

V5 = F5

L5 ( cos 4 + cos 5 ) 2

V5 = 1,000003062

30 ( cos 1,00 + cos 1,00 ) = 29 ,9955 m 2

21




N 5 = N 4 + N 5 = 0,78573 + 0,50778 = 1,29352 m E5 = E 4 + E5 = 0,68671 + ( 089536 ) = 0,597174 m V5 = V4 + V5 = 199 ,9917 + 29 ,9955 = 229 ,9872 m


2 2 AM 5 = N 5 + E5 = 1,29352 2 + 0,597174

2

= 1,42471 m


E 0,597174 M 5 = arctg 5 = arctg = 24 ,781 N 1,29352 5


' AM 5 = AM 5 cos ( M 5 T ) = 1,42471 cos ( 24 ,781 327 ) = 0,7596 m


22

Vasilachi Constantini5 =

Devierea i Dirijarea Sondelor5 0,34728 = 10 = 0,11576 /10m L5 30

23



24



Fig.2. nclinograma sondei din zona 0-700m adncime msurat

25



26


Devierea i Dirijarea SondelorFig.3. nclinograma sondei n detaliu

27



Fig.4. Profilul sondei n planul vertical cu azimutul de 327

28



Fig.5. Profilul sondei n planul vertical cu azimutul de 327

29

Documents

Proiect Foraj Dirijat KOSTEA