井眼軌道相關(guān)設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)

1、井眼軌道相關(guān)設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè) 2 目目 錄錄井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 3. 中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)4. 隨鉆修正軌道設(shè)計(jì)隨鉆修正軌道設(shè)計(jì) 5. 安全圓柱與防碰計(jì)算安全圓柱與防碰計(jì)算6. 優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件7. 設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例 特殊形狀的水平井特殊形狀的水平井段設(shè)計(jì)段設(shè)計(jì)； 急需解決的技術(shù)問題急需解決的技術(shù)問題。 3 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)基本步驟基本步驟v 選擇剖面類型； v 確定造斜點(diǎn)、造斜率等參數(shù)； v 求解關(guān)鍵的待定參數(shù)； v 井眼軌道節(jié)點(diǎn)參數(shù)計(jì)算；v 井眼軌道分點(diǎn)參數(shù)計(jì)算；v 設(shè)計(jì)結(jié)果制表及

2、繪圖。 4 三段制軌道OSO1aDtR1DaStbtDabf1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)1.1 剖面類型剖面類型 5 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)1.1 剖面類型剖面類型 O1O2DtdOSaDaStDtabct五段制軌道bf 6 雙增軌道OSO1O2aDtR1DaStR2btDabtdcf1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)1.1 剖面類型剖面類型 7 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 v 圖解法(作圖法)； v 查圖法(標(biāo)準(zhǔn)圖板)； v 平面解析法(國內(nèi)外有所差異)； 傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)方法井眼軌道幾何學(xué)井眼軌道幾何學(xué) 基于空間解析幾何、微分幾

3、何原理，進(jìn)行井眼軌道的描述、設(shè)計(jì)、計(jì)算、監(jiān)測(cè)和分析的一整套科學(xué)體系。 8 三段式(J型)五段式(S型)雙增式(B型) 二維定向井的典型剖面二維定向井的典型剖面OSO1O2oHTR1HZHfSTLwR2wfTH1.1 二維定向井設(shè)計(jì)二維定向井設(shè)計(jì) 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 9 000100202001tan2tanHSRSRSHRw1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 國外方法：國外方法： 10 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 000020200222tanSRSRSHHw國內(nèi)國內(nèi)(增降模型增降模型)： 11 1. 井眼軌道

4、優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 國內(nèi)國內(nèi)(雙增模型雙增模型)：2020200020202002tanRSHLSRRSHHww 12 多圓弧組合剖面示意圖多圓弧組合剖面示意圖OSO1L1HtR1StR32HabtdcL5134O2O3R21. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)1.3 三增剖面三增剖面 13 1.5 三維漂移定向井設(shè)計(jì)三維漂移定向井設(shè)計(jì) YXOT1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 14 1.5 三維漂移定向井設(shè)計(jì)三維漂移定向井設(shè)計(jì) 漂移軌道設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)漂移軌道設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)v 解放鉆壓、提高機(jī)械鉆速v 減少扭方位和起下鉆次數(shù)v 減少井眼軌道控制的難度和工作量 v 提

5、高井身質(zhì)量， 降低鉆井成本 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 15 SSLLSSLL 當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng),210,sin210,sin210,cossinQQCPPCQQCPPPCQSSAFAFAFALAFALLX當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng),210,cos,210,cos210,sinsinPPSQQSPQQSPPSQSSAFAFALAFAFALLY0,0,cosSSS當(dāng)當(dāng)FLZ1.5 三維漂移定向井設(shè)計(jì)三維漂移定向井設(shè)計(jì)基本方程基本方程 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 16 ot1XXXnii1.5 三維漂移定向井設(shè)計(jì)三維漂移定向井設(shè)計(jì)約束方程約束方程 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)ot1YYYn

6、iiot1ZZZnii 17 定向井的漂移軌道示意圖定向井的漂移軌道示意圖O1O2ZTL3TOS0ZKSTZfZfABCD垂直剖面展開圖水平投影圖YXO0TTABCDSTVT1.5 三維漂移定向井設(shè)計(jì)三維漂移定向井設(shè)計(jì) 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 18 1.6 繞障井設(shè)計(jì)繞障井設(shè)計(jì)水平投影圖設(shè)計(jì)水平投影圖設(shè)計(jì) gRgOTPQVTVgOyX水平投影圖設(shè)計(jì)水平投影圖設(shè)計(jì)DHDVYx1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 19 將O-XY坐標(biāo)系繞井口點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)t角度，使X軸通過目標(biāo)點(diǎn)t而建立新坐標(biāo)系O-xy，則 1.6 繞障井設(shè)計(jì)繞障井設(shè)計(jì)繞障必要性判斷繞障必要性判斷1. 井眼軌道優(yōu)化

7、設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)tgggtgggVyVxsincos如果 則需要進(jìn)行繞障設(shè)計(jì)。否則，不必考慮障礙物，進(jìn)行常規(guī)的二維設(shè)計(jì)即可。 ggtgRyVx且0 20 1.6 繞障井設(shè)計(jì)繞障井設(shè)計(jì)繞障方向判斷，并繞障方向判斷，并求初始設(shè)計(jì)方位求初始設(shè)計(jì)方位 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 右旋繞障設(shè)計(jì)左旋繞障設(shè)計(jì), 1, 1sgngyqgggVRq10sin 21 1.6 繞障井設(shè)計(jì)繞障井設(shè)計(jì)求方位扭轉(zhuǎn)角求方位扭轉(zhuǎn)角 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)VgHVVgVgVgVHHDRDDDRDRDRDDD2,22,222tan22當(dāng)當(dāng)00coscosggttHVVD0sinttVVD其中 其中

8、 其中 22 垂直剖面圖垂直剖面圖OSO1oHTRHZSTLwwTHPABQ1.6 繞障井設(shè)計(jì)繞障井設(shè)計(jì)垂直剖面圖設(shè)計(jì)垂直剖面圖設(shè)計(jì)1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)的求法同二維關(guān)鍵參數(shù)的求法同二維設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)( (用水平位移用水平位移) )難點(diǎn)：難點(diǎn)：P、Q點(diǎn)的位置判別，點(diǎn)的位置判別，及相關(guān)計(jì)算及相關(guān)計(jì)算 23 v靶區(qū)軌道設(shè)計(jì)靶區(qū)軌道設(shè)計(jì) 選擇靶段的剖面類型 確定合理的入靶方向v靶前軌道設(shè)計(jì)靶前軌道設(shè)計(jì) 需要考慮進(jìn)入首靶的井眼方向1.7 多目標(biāo)井設(shè)計(jì)多目標(biāo)井設(shè)計(jì) 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 24 直線模型直線模型 jijijijijjiZZZZZZYYXX當(dāng)當(dāng),90,ta

9、n1221jijiijijjiXXXXXXYY當(dāng)或當(dāng),27090,tan11.7 多目標(biāo)井設(shè)計(jì)多目標(biāo)井設(shè)計(jì) 入靶方向入靶方向1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 25 空間圓弧模型空間圓弧模型RijTiijTj空間圓弧模型示意圖空間圓弧模型示意圖1.7 多目標(biāo)井設(shè)計(jì)多目標(biāo)井設(shè)計(jì)入靶方向入靶方向 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 26 三點(diǎn)定圓模型三點(diǎn)定圓模型TitTkTj三點(diǎn)定圓模型示意圖三點(diǎn)定圓模型示意圖1.7 多目標(biāo)井設(shè)計(jì)多目標(biāo)井設(shè)計(jì)入靶方向入靶方向 1. 井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 27 自適應(yīng)模型自適應(yīng)模型1.7 多目標(biāo)井設(shè)計(jì)多目標(biāo)井設(shè)計(jì)入靶方向入靶方向 1. 井眼軌道優(yōu)

10、化設(shè)計(jì)井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì) 28 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 2.1 井眼軌道的撓曲形態(tài)井眼軌道的撓曲形態(tài)Frenet標(biāo)架標(biāo)架法面密切面從切面TMbnt222sincos1sin222L30V222sinLL 29 ccccccLSLZLYLXsincossinsincossin222121cc例子：(500m, 4,357)(530m, 6,2)假設(shè)：直線段2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 2.2 平均角法平均角法 30 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 2.3 平衡正切法平衡正切法212122112211sinsin2coscos2sinsinsinsin2cossin

11、cossin2LSLZLYLX假設(shè)：折線段 31 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 2.4 圓柱螺線法圓柱螺線法假設(shè)：垂直剖面圖和水平投影圖上均為圓弧 RL2S1122OH(Z)(a) 垂直剖面圖1rS2Y1122X(b) 水平投影圖1O 32 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 11LLHcoscos11HVcoscossinsincoscossinsin1111RSRZrYrX 33 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 2.5 校正平均角法校正平均角法假設(shè)：圓柱螺線法的簡化算法cvcvcchcchLfSLfZLfYLfXsincossinsincossin 34 假設(shè)：空間圓

12、弧2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 2.6 最小曲率法最小曲率法YXOZ21 空間圓弧模型空間圓弧模型 35 2tg2180sinsincoscossinsinsinsincossincossin212122112211SZYX2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 36 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 2.7 弦步法弦步法假設(shè)：空間圓弧，但測(cè)段為弦長xLSZYXsincoscossinsinsinsincossincossin2122112211 37 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 2.8 自然曲線法自然曲線法假設(shè)：井斜率和方位率分別保持為常數(shù) ,21,2111CSQ

13、QSPPSQQCPPCFSFZAFAFYAFAFX 38 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 2.9 曲線結(jié)構(gòu)法曲線結(jié)構(gòu)法=常數(shù)=0=(L)=0法面密切面從切面TMbnt=(L)=(L) 39 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 假設(shè)：測(cè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)參數(shù)決定測(cè)段的曲線形態(tài)OXAB 曲線結(jié)構(gòu)法的原理曲線結(jié)構(gòu)法的原理YZrALrBrABLLLBABAAB232161 40 TTTTTZYX11122221TBBBATTZYX沒有將井眼軌道假設(shè)為特定的形狀2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 41 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 2.10 數(shù)值積分法數(shù)值積分法1946年，美國數(shù)學(xué)家I.

14、 J. Schoenberg提出樣條函數(shù)的概念，其后在力學(xué)、數(shù)學(xué)以及許多工程問題中得到廣泛的應(yīng)用。樣條原是一種簡單的描曲線裝置，它是由一根細(xì)木條或其它的彈性材料制成。力學(xué)分析表明，樣條函數(shù)的方程表述了彈性細(xì)梁在集中力系作用下的彎曲。樣條函數(shù)的概念樣條函數(shù)的概念 42 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 數(shù)學(xué)上，要討論由實(shí)驗(yàn)、觀測(cè)等所確定的函數(shù)表的某些性質(zhì)，首先需要構(gòu)造出它的近似函數(shù)。而樣條函數(shù)是一種有效的方法。井內(nèi)鉆柱就是一種彈性樣條，并且測(cè)斜數(shù)據(jù)是一種通過測(cè)量而得到的數(shù)據(jù)表。 43 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 樣條曲線過每個(gè)測(cè)點(diǎn)(數(shù)據(jù)點(diǎn))，且為分段的三次多項(xiàng)式 。iiiiii

15、iiiiiiiiiiiiCLLBhLLMhLLMLcLLbhLLmhLLmL66)(66)(31313131 44 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 21212121sincossinsincossin12121212LLLLLLLLdLLSSdLLZZdLLLYYdLLLXX2.10 數(shù)值積分法數(shù)值積分法 45 2. 實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)鉆軌道監(jiān)測(cè)技術(shù) 2.11 測(cè)斜計(jì)算方法評(píng)價(jià)測(cè)斜計(jì)算方法評(píng)價(jià)計(jì)算方法計(jì)算方法精度次序精度次序結(jié)論結(jié)論數(shù)值積分法1優(yōu)秀曲線結(jié)構(gòu)法2自然曲線法3良好圓柱螺線法 4最小曲率法4校正平均角法5較好弦步法6平均角法7可用平衡正切法7 46 3. 中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)中靶預(yù)

16、測(cè)及設(shè)計(jì) 3.1 靶的形態(tài)靶的形態(tài)基本形狀基本形狀擺放姿態(tài)擺放姿態(tài)水平、垂直、法面水平、垂直、法面圓形、長方形圓形、長方形 47 XYZOxzyTxyTPP設(shè)計(jì)軌道實(shí)鉆軌跡xPyP高邊高邊右邊右邊A預(yù)測(cè)軌道3. 中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì) 3.2 中靶分析中靶分析 48 3. 中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì) 3.3 中靶預(yù)測(cè)模型中靶預(yù)測(cè)模型空間圓弧空間圓弧曲率、初始裝置角曲率、初始裝置角(工具面角工具面角)圓柱螺線圓柱螺線自然曲線自然曲線垂直曲率、水平曲率垂直曲率、水平曲率井斜變化率、方位變化率井斜變化率、方位變化率 49 0cossinsincossinTTPTTTPTTTPZZYYXX3.

17、 中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì) 3.4 中靶預(yù)測(cè)的計(jì)算方法中靶預(yù)測(cè)的計(jì)算方法以法面靶為例以法面靶為例PPPPPPLZZLYYLXX其中其中根據(jù)上述方程，可確定出根據(jù)上述方程，可確定出LP。 50 XYZOxzyQP實(shí)鉆軌跡TBQTBxyTQPxPyP3. 中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì) 3.5 中靶設(shè)計(jì)中靶設(shè)計(jì) 51 j-1tkjtk(縱向)(橫向)HWJ鉛垂靶的靶心距計(jì)算3. 中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì) 3.6 靶心距靶心距設(shè)進(jìn)入點(diǎn)為k，且位于第j測(cè)段內(nèi)。 52 3. 中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì) 3.6 靶心距靶心距水平靶水平靶 22)()(ktktEENNJ)(tjjjjkDDDNNN)

18、(tjjjjkDDDNEE其中其中 53 3. 中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì)中靶預(yù)測(cè)及設(shè)計(jì) 3.6 靶心距靶心距鉛垂靶鉛垂靶 其中其中tjjttjttjkjtjkEENNWDDHsinsincossincostjjttjttjEENNcossinsincos22kkWHJkkHWtan所以所以 54 4. 隨鉆修正軌道設(shè)計(jì)隨鉆修正軌道設(shè)計(jì) 4.1 中靶軌道設(shè)計(jì)中靶軌道設(shè)計(jì)ENODcbt空間圓弧法示意圖空間圓弧法示意圖坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算 分點(diǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算 55 當(dāng)前井底b點(diǎn)的井眼切線與靶點(diǎn)t構(gòu)成了一個(gè)空間斜平面。在這個(gè)斜平面上設(shè)計(jì)井眼軌道，就將三維問題轉(zhuǎn)化成了二維問題。 如圖所示。以b點(diǎn)為原點(diǎn)，建立右手

19、直角坐標(biāo)系b-。軸指向軌道的前進(jìn)方向，軸在斜平面內(nèi)指向圓弧段的內(nèi)法線方向(即垂直于軸且指向靶點(diǎn)一側(cè))，軸由右手法則確定，它指向斜平面的法線方向。 4. 隨鉆修正軌道設(shè)計(jì)隨鉆修正軌道設(shè)計(jì) 4.1 中靶軌道設(shè)計(jì)中靶軌道設(shè)計(jì)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換 56 4. 隨鉆修正軌道設(shè)計(jì)隨鉆修正軌道設(shè)計(jì) 4.1 中靶軌道設(shè)計(jì)中靶軌道設(shè)計(jì)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系 btbtbttbtbtbttDDbEEbNNbDDaEEaNNaDENDENRRRRttttttttt2,22,222tan22當(dāng)當(dāng)tttwRL222關(guān)鍵參數(shù)關(guān)鍵參數(shù) 57 穩(wěn)斜井段的井斜角和方位角穩(wěn)斜井段的井斜角和方位角 4. 隨鉆修正軌道設(shè)計(jì)隨

20、鉆修正軌道設(shè)計(jì) 4.1 中靶軌道設(shè)計(jì)中靶軌道設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算sincoscosWDDbatantantanWNNEEbaba圓弧井段的初始裝置角圓弧井段的初始裝置角 wbbwbbwtantancoscossintan 58 圓弧段終點(diǎn)參數(shù)圓弧段終點(diǎn)參數(shù)4. 隨鉆修正軌道設(shè)計(jì)隨鉆修正軌道設(shè)計(jì) 4.1 中靶軌道設(shè)計(jì)中靶軌道設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算RLLbc180cbbcbbbbcNNcossinsinsincoscoscoscbbcbbbbcEEsinsinsincoscossincoscbcbbcDDcoscossin2tan2sinsin2tan180bcbccbbcR

21、SS其中其中cos1 Rcsin Rc 59 4. 隨鉆修正軌道設(shè)計(jì)隨鉆修正軌道設(shè)計(jì) 4.1 中靶軌道設(shè)計(jì)中靶軌道設(shè)計(jì)分點(diǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算分點(diǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算按空間圓弧和斜直線模型分別計(jì)算按空間圓弧和斜直線模型分別計(jì)算 60 4. 隨鉆修正軌道設(shè)計(jì)隨鉆修正軌道設(shè)計(jì) 4.2 軟著陸軌道設(shè)計(jì)軟著陸軌道設(shè)計(jì)(a) 飛機(jī)著陸(b) 水平井入靶 61 軟著陸軌道的數(shù)學(xué)模型軟著陸軌道的數(shù)學(xué)模型YXOZTu1ADCBL2LWEu2u3L100W02020W202020WtgtgXYZYXZYXu 62 XYZOxzyTP設(shè)計(jì)軌道實(shí)鉆軌跡高邊右邊AB5. 安全圓柱與防碰計(jì)算安全圓柱與防碰計(jì)算 5.1 安全圓柱及監(jiān)測(cè)方法安

22、全圓柱及監(jiān)測(cè)方法 63 5. 安全圓柱與防碰計(jì)算安全圓柱與防碰計(jì)算 5.1 安全圓柱及監(jiān)測(cè)方法安全圓柱及監(jiān)測(cè)方法xyTPxPyP高邊右邊左高邊低邊右P 64 5. 安全圓柱與防碰計(jì)算安全圓柱與防碰計(jì)算 5.2 防碰計(jì)算及繪圖防碰計(jì)算及繪圖TPBA基準(zhǔn)軌跡比較軌跡傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)方法科學(xué)方法科學(xué)方法在基準(zhǔn)軌跡上選定某點(diǎn)T后，逐點(diǎn)計(jì)算比較軌跡上的各測(cè)點(diǎn)或計(jì)算點(diǎn)，找出最近距離的井段，再用二分法同理計(jì)算。逐井段計(jì)算最近距離，找出最小者。 65 5. 安全圓柱與防碰計(jì)算安全圓柱與防碰計(jì)算 5.2 防碰計(jì)算及繪圖防碰計(jì)算及繪圖北南東P西上前P后下全部曲線都在上半園區(qū)內(nèi) 66 6. 優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)與

23、監(jiān)測(cè)軟件6.1 運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行環(huán)境奔騰以上的主機(jī)；中文Windows 98/2000/XP系統(tǒng)；中文Word 2000系統(tǒng)；建議采用800600的顯示模式。 67 6.2 主要功能及特點(diǎn)主要功能及特點(diǎn)v 定向井各種剖面(三段制、五段制、雙增剖面)的二維軌道設(shè)計(jì)； v 考慮方位漂移影響的真三維軌道設(shè)計(jì)，適用于各種定向井剖面(三段制、五段制、雙增剖面)； v 根據(jù)剖面類型及參數(shù)，優(yōu)選地面井口位置； v 繞障定向井的軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)； v 多目標(biāo)井的靶數(shù)不限，可優(yōu)選最佳入靶方向；6. 優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件 68 v 提供了8種典型的測(cè)斜計(jì)算方法； v 提供了“中靶”和“軟著陸”兩種隨鉆修正

24、軌道設(shè)計(jì)方法；v 可導(dǎo)入文本格式的測(cè)斜數(shù)據(jù)，并且在數(shù)據(jù)編輯和導(dǎo)入時(shí)，軟件具有自動(dòng)排序功能；v 修正軌道設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)始點(diǎn)和終點(diǎn)，可通過井深自動(dòng)標(biāo)定； v 可隨時(shí)瀏覽井眼軌道的設(shè)計(jì)與計(jì)算結(jié)果； 6. 優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件 69 v 井眼軌道的垂直剖面圖、垂直投影圖和水平投影圖，可以將設(shè)計(jì)軌道、實(shí)鉆軌跡、修正設(shè)計(jì)軌道繪制在同一張圖上，也可以根據(jù)需要任意選擇繪制一條或兩條曲線，且繪制圖形的井段可任意選擇；v 具有商業(yè)化水準(zhǔn)的智能繪圖功能。所繪制的圖形具有立體、旋轉(zhuǎn)、縮放、坐標(biāo)拾取等功能；可以對(duì)圖形背景任意填色和插圖；可隨意設(shè)置是否顯示標(biāo)題、圖例、數(shù)據(jù)點(diǎn)、刻度線、坐標(biāo)軸，并可隨意設(shè)置圖例位

25、置和坐標(biāo)軸特性；還可以對(duì)圖形進(jìn)行復(fù)制、保存和打印，并具有打印預(yù)覽功能； 6. 優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件 70 v 自動(dòng)生成報(bào)表。根據(jù)設(shè)計(jì)與計(jì)算結(jié)果和用戶對(duì)報(bào)表的規(guī)劃，自動(dòng)生成Microsoft Word格式的報(bào)表。用戶可自定義輸出項(xiàng)目和井段； v 軟件配有操作提示、具有排錯(cuò)功能，操作簡便； v 提供了標(biāo)準(zhǔn)的安裝程序，使軟件的安裝操作更為高效、安全、可靠。 6. 優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件 71 6.3 獨(dú)創(chuàng)性技術(shù)獨(dú)創(chuàng)性技術(shù)v 三維漂移軌道設(shè)計(jì)；v 自適應(yīng)多目標(biāo)井設(shè)計(jì)；v 三種高精度測(cè)斜計(jì)算方法：數(shù)值積分法、曲線結(jié)構(gòu)法和自然參數(shù)法；v 隨鉆修正軌道的軟著陸設(shè)計(jì)方法(矢量中靶

26、)；v 自動(dòng)生成報(bào)表和智能繪圖功能。6. 優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)軟件 72 設(shè)計(jì)井深1231.47 m造斜點(diǎn)井深400 m設(shè)計(jì)垂深1195 m造斜率4.5 /30m設(shè)計(jì)水平位移236.61 m最大井斜角17.92目標(biāo)點(diǎn)井深1158.95 m磁方位角18.10 目標(biāo)點(diǎn)垂深1126 m靶圈半徑30.00 m目標(biāo)點(diǎn)水平位移214.5 m靶圈方位差15.97 直井段井段長度: 400.00 m造斜段井段長度: 119.45 m垂深增量: 400.00 m垂深增量: 117.51 m平移增量: 0.00 m平移增量: 18.49 m穩(wěn)斜段井段長度: 639.50 m油層段井段長度: 72.52

27、 m垂深增量: 608.49 m垂深增量: 69.00 m平移增量: 196.01 m平移增量: 22.11 m北北2-21-斜斜P66設(shè)計(jì)結(jié)果概覽設(shè)計(jì)結(jié)果概覽 7.1 定向井定向井7. 設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例 73 實(shí)鉆井 眼 軌 道優(yōu) 化設(shè)計(jì) 軌 道水 平 位移 (m)220200180160140120100806040200垂 深 (m )1,2001,1001,0009008007006005004003002001000北北2-21-斜斜P66垂直剖面圖垂直剖面圖 74 實(shí)鉆井 眼 軌 道優(yōu) 化設(shè)計(jì) 軌 道東 坐 標(biāo) ( m )757065605550454035302520

28、151050北 坐 標(biāo) ( m )220200180160140120100806040200北北2-21-斜斜P66水平投影圖水平投影圖 75 設(shè)計(jì)井深1059.1 m造斜點(diǎn)井深300 m設(shè)計(jì)垂深1026 m造斜率6 /30m設(shè)計(jì)水平位移216.73 m最大井斜角17.69 目標(biāo)點(diǎn)井深888.01 m磁方位角21.20 目標(biāo)點(diǎn)垂深863 m靶圈半徑30.00 m目標(biāo)點(diǎn)水平位移165 m靶圈方位差20.72 直井段井段長度: 300.00 m造斜段井段長度: 88.43 m垂深增量: 300.00 m垂深增量: 87.03 m平移增量: 0.00 m平移增量: 13.52 m穩(wěn)斜段井段長度:

29、499.58 m油層段井段長度: 171.09 m垂深增量: 475.97 m垂深增量: 163.00 m平移增量: 151.48 m平移增量: 51.73 m南南3-丁丁10-斜斜435設(shè)計(jì)結(jié)果概覽設(shè)計(jì)結(jié)果概覽 76 實(shí)鉆井 眼 軌 道優(yōu) 化設(shè)計(jì) 軌 道水 平 位移 (m)200180160140120100806040200垂 深 (m )1,0009008007006005004003002001000南南3-丁丁10-斜斜435垂直投影圖垂直投影圖 77 實(shí)鉆井 眼 軌 道優(yōu) 化設(shè)計(jì) 軌 道東 坐 標(biāo) ( m )7065605550454035302520151050北 坐 標(biāo) ( m

30、 )200180160140120100806040200南南3-丁丁10-斜斜435水平投影圖水平投影圖 78 設(shè)計(jì)井深1311.48 m造斜點(diǎn)井深500 m設(shè)計(jì)垂深1205 m造斜率6 /30m設(shè)計(jì)水平位移387.63 m最大井斜角31.88目標(biāo)點(diǎn)井深1240.23 m磁方位角18.93 目標(biāo)點(diǎn)垂深1144.5 m靶圈半徑30.00 m目標(biāo)點(diǎn)水平位移350 m靶圈方位差9.81 直井段井段長度: 500.00 m造斜段井段長度: 159.42 m垂深增量: 500.00 m垂深增量: 151.31 m平移增量: 0.00 m平移增量: 43.22 m穩(wěn)斜段井段長度: 580.81 m油層段

31、井段長度: 71.25 m垂深增量: 493.19 m垂深增量: 60.50 m平移增量: 306.78 m平移增量: 37.63 m太太62-斜斜56設(shè)計(jì)結(jié)果概覽設(shè)計(jì)結(jié)果概覽 79 80 81 7.2 多目標(biāo)井多目標(biāo)井 靶區(qū)設(shè)計(jì)靶靶 名名垂深差垂深差(m)相對(duì)位移相對(duì)位移(m)平移方位平移方位()靶A1200/靶B1003044靶C2009048靶D1004045靶E2005043靶F1503540靶點(diǎn)位置靶點(diǎn)位置 7. 設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例 82 靶靶 名名井斜角井斜角()方位角方位角()靶A15.1442.43靶B19.7646.36靶C24.3446.56靶D18.6643.9

32、9靶E12.3941.03靶F13.5039.53各靶點(diǎn)的最優(yōu)入靶方向各靶點(diǎn)的最優(yōu)入靶方向 7.2 多目標(biāo)井多目標(biāo)井7. 設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例 83 靶段剖面及參數(shù)靶段剖面及參數(shù) 靶靶 段段剖面類型剖面類型上圓弧段上圓弧段(/30m)下圓弧段下圓弧段(/30m)靶A靶B圓弧段/靶B靶C圓弧直線圓弧32.5靶C靶D直線段/靶D靶E樣條曲線/靶E靶F圓弧段直線段2/7.2 多目標(biāo)井多目標(biāo)井7. 設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例 84 靶靶 名名井斜角井斜角()方位角方位角()靶A1542靶B18.4145.64靶C21.845靶D21.845靶E1840靶F/各靶點(diǎn)的入靶方向各靶點(diǎn)的入靶方向

33、7.2 多目標(biāo)井多目標(biāo)井7. 設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例 85 相對(duì)于首靶的靶區(qū)設(shè)計(jì)結(jié)果相對(duì)于首靶的靶區(qū)設(shè)計(jì)結(jié)果 井深井深(m)井斜角井斜角()方位角方位角()北坐標(biāo)北坐標(biāo)(m)東坐標(biāo)東坐標(biāo)(m)垂深垂深(m)井眼曲率井眼曲率(/30m)1218.4115.0042.000.000.000.000.101322.8318.4145.6421.5820.84100.001.031542.3221.8045.0081.8087.72300.002.501650.0221.8045.00110.09116.01400.000.001856.4518.0040.00146.66150.11600.0

34、04.432010.6410.0940.00173.47172.60750.000.007.2 多目標(biāo)井多目標(biāo)井7. 設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例 86 7.2 多目標(biāo)井多目標(biāo)井7. 設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例給定井口位置的漂移設(shè)計(jì)給定井口位置的漂移設(shè)計(jì)剖面參數(shù)剖面參數(shù)井口坐標(biāo)井口坐標(biāo)剖面類型S型剖面(北、東、垂深)(0，0，0)初始井斜角0方位漂移率方位漂移率造斜點(diǎn)垂深800m初始段0.2/30m增斜率(第一圓弧)4/30m增斜段1.2/30m降斜率(第二圓弧)3/30m降斜段-0.5/30m末段段長80m末段0.4/30m靶前漂移軌道設(shè)計(jì)條件靶前漂移軌道設(shè)計(jì)條件 87 7.2 多目標(biāo)井多

35、目標(biāo)井7. 設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例多目標(biāo)井的漂移軌道設(shè)計(jì)結(jié)果多目標(biāo)井的漂移軌道設(shè)計(jì)結(jié)果井深(m)井斜角()方位角()北坐標(biāo)(m)東坐標(biāo)(m)垂深(m)水平位移(m)平移方位()800.000.0031.950.000.00800.000.000.00996.1926.1639.7935.0626.57989.4443.9937.161028.4826.1642.7945.7535.971018.4358.2038.171140.0615.0040.9374.8862.141122.7397.3039.691220.0615.0042.0090.3975.851200.00118.0040.001324.4818.4145.64111.9796.691300.00147.9440.811543.9821.8045.00172.20163.571500.00237.5043.531651.6821.8045.00200.48191.861600.00277.4943.741858.1118.0040.00237.05225.961800.00327.4943.632012.3010.0940.00263.86248.451950.00362.4243.28 88 7.2 多目標(biāo)井多目標(biāo)井7. 設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例設(shè)計(jì)與計(jì)算實(shí)例