石油钻井过程中的测量属于工程测量的一种类型。
从物理意义上讲, 测量井下钻具的工具面角(井下钻具定向)或测量井眼的轨迹参数,均属于空间姿态的测量。
由于石油钻井工程的特殊性使得这一测量过程必须借助专门的工具和仪器, 采取间接测量的方法来完成。
石油钻井过程中的测量需要借助三种媒介,
——大地的重力场、大地磁场、天体坐标系
由此产生了与这三种测量媒介有关的测量仪器。
1.借助于重力场测量的重力测量仪
仪器测量基准:测点与地心的连线, 即铅垂线;
测量方法:间接测量;
测量元件:测角器、罗盘重锤、重力加速度计等;
测量参数:井斜角、高边工具面。
2. 借助于地磁场测量的磁性测量仪
仪器测量基准:磁性北极;
测量方法:间接测量;
测量元件:罗盘、磁通门等;
测量参数:方位角(必须根据当地的磁偏角换算成真北极,即地理北极数据)、磁性工具面。
3. 借助于天体坐标系测量的惯性测量仪器
仪器测量基准:这类仪器不以地球上任何一为基准, 但下井测量之前必须对陀螺仪的自转 轴进行地理北极的方位标定;
测量参数:方位角、磁性工具面; 测量方法:间接测量;
测量元件:陀螺仪。
钻井过程中测量的特点:
1.借助专用工具和仪器进行间接测量;
根据测量仪器的数据记录和传输方式的不同,钻井测量分为
实时测量和事后测量。
2.测量仪器的尺寸受到井眼、套管、钻具内径、钻井工具的限制,
而且不会因仪器的下入影响泥浆的流动或产生过大的泥浆压降。
3.下井仪器受到地层和泥浆的高压作用,应具备一定的安全系数。
4.测量仪器应抗高温;
常温或常规仪器:耐温 125℃ 以下;
高温仪器:耐温 182℃ 以下。
5.测量仪器能够承受一定的冲击。
单多点测斜仪的投测、钻具转动(如转盘钻具中的 MWD 仪器)、
钻头和钻具在钻进过程中的振动(如MWD、有线随钻测斜仪) 等。
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