Постоянная скорость поворота к цели.

Применение комбинации забойный двигатель/кривой переводник или забойного двигателя с изменяемой кривизной корпуса для коррекции позволяет обычно быстро выполнить эту операцию. Поворот происходит на достаточно коротком участке. При принятии решения о необходимости коррекции курса, нам нужно определить среднюю скорость поворота по всей длине дуги от начального положения до цели. Похожа ли эта постоянная скорость поворота на "естественный" уход долота и / или на влияние свойств породы?

Если да, то мы можем отложить на некоторое время выполнение корректировки. Если нет, то мы можем задействовать забойный двигатель или мы можем подождать и "дать возможность скважине самой по себе скорректироваться". Каждый случай должен быть хорошо обдуман инженером направленного бурения.

В любом случае, в каждой точке замера координат, мы должны быть готовы к необходимости вычисления скорости поворота влево, вправо для попадания в левую, правую или центральную часть цели в горизонтальной плоскости. Мы предполагаем, что поворот ствола будет происходить с постоянной скоростью от последней точки замера координат до цели. Нам необходимо знать три величины, определяющие скорость поворота ствола, для того, чтобы определить попадем ли мы в цель при выполнении корректировки.

Рис. 6.10 Рис. 6.11

Общий поворот, необходимый для попадания в цель

Предположим, что мы провели измерения координат и это позволило нам определить местонахождение некоторой точки S в прямоугольных координатах на плоскости (рис. 6.10). Азимут ствола по отношению к северу равен а. Цель расположена в точке Т. Направление от точки S к точке Т равно b. Значит, для того, чтобы непрерывным образом попасть в нужную нам точку, азимут должен измениться на величину с = (b-а).

Если предполагается, что ствол поворачивается с одинаковой скоростью от S до Т, то мы можем начертить дугу, противолежащей углу d. Радиус кривизны дуги (Rc) = OS = ОТ. Угол d лежит между ними. Линия ХУ = касательной в точке S. Она представляет собой азимут, при последнем измерении координат.

OS перпендикулярна XY. Следовательно, угол OSY=90°. Taкже, угол OSY=(e+c). Поэтому, угол OSТ=(90°-с). Линии OS и ОТ - одной и той же длины. Поэтому треугольник OST -равнобедренный. Следовательно, угол OST= углу OTS =е. Сумма углов = 180°= (e+e+d) = (2е+d1). Поэтому, е = (180°-d)/2 = (90°-d/2)/ C другой стороны, мы имеем е = (90°-с). Поэтому, (90° - d/2) = (90°-с). Таким образом, d=2c

Следовательно, если поворот происходит с постоянной скоростью, то полная величина поворота, необходимого для попадания в цель, равна удвоенной величине угла от точки последнего замера координат до цели. Это должно быть основным правилом при практической работе. Конечный азимут в цели будет (a+d)=(a+2c).

Скорость поворота, необходимая для попадания в цель

Пользуясь чертежом горизонтальной проекции ствола, мы можем вычислить скорость изменения направления курсового отклонения на 100 футов длины. Назовем ее г. Для вычисления скорости поворота на 100 футов измеренной глубины, мы должны учесть наклон ствола. Назовем эту скорость поворота rt. Пусть I=среднему наклону ствола, который удовлетворяет условию попадания в цель. rt=rsinI

Радиус кривизны (Rc)=180° / r. Поэтому, r=180° /Rc. Нам необходимо вычислить Rc. Проведем ОР перпендикулярно ST. OS=OT=Rc. SP=(OS² - ОР²)^1/2. PT = (OS² - OP²)^1/2 Поэтому, SP=PT. Следовательно SP=ST/2. Угол SOP = (180° -90° -e)=90° - e = с. Rc дуги ST = OS = SP/sinc. Ho, SP=ST/2. Поэтому, Rс = OS = ST/2sinc. Теперь можно вычислить длину дуги ST. ST = 2TCRcd/360°. Rc = OS = ST/2sinc и d = 2с. Поэтому длина дуги

ST = 22с /360° 2sinc = STc/180° sinc.

Скорость поворота в горизонтальной плоскости, необходимая для попадания в цель = [(полный поворот)100/(длина дуги)]⁰ / 100 футов= 2c100180sinc/STc(36000sinc/ST)° /100' курсового отклонения.

Поскольку необходимо учитывать наклон ствола по отношению к цели (I), скорость поворота на 100 футов измеренной глубины дается выражением:

ROT = [(36000sincsinI)/ (*ST)]° /100' курсового отклонения.

Практически, это очень точный и быстрый способ измерения скорости поворота, необходимого для попадания в цель с левой стороны, с правой стороны или в центр. Следует иметь в виду, однако, что этот метод предполагает постоянство скорости поворота на протяжении всего пути от точки последнего замера координат до цели. Этот метод лучше всего подходит для участков с постоянным наклоном. Очевидно, что вычисления на участках набора/потери угла более сложны.