一種控制點約束條件下的側(cè)鉆水平井軌道設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種控制點約束條件下的側(cè)鉆水平井軌道設(shè)計方法，包括如下步驟：確定已知參數(shù)；對鉆井軌道進行建模；設(shè)定控制點處的井斜角和方位角；對模型中的關(guān)鍵點參數(shù)進行求解；篩選出總長度最短的井眼軌道。本發(fā)明提供的控制點約束條件下的側(cè)鉆水平井軌道設(shè)計方法給出井眼軌道的設(shè)計模型，采用優(yōu)選井眼軌道在控制點處的井斜角和方位角，從而優(yōu)選軌道在控制點處井眼方向，進而優(yōu)選整條軌道的方法，設(shè)計方法簡單，無需試算，輸入設(shè)計已知條件，即可設(shè)計出長度較短的軌道，有利于縮短鉆井周期，減小鉆井成本。
【專利說明】一種控制點約束條件下的側(cè)鉆水平井軌道設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆井工程設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種控制點約束條件下的側(cè)鉆水平井軌道設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前國內(nèi)鉆井行業(yè)面臨的加密井和叢式井與日俱增，井眼軌道的防碰問題日益突出。如何高效、優(yōu)質(zhì)地實現(xiàn)防碰井眼軌道設(shè)計是目前加密井和叢式井防碰問題的主要難點
之一 O
[0003]在設(shè)計防碰井眼軌道時，有時要求井眼軌道在中靶前必須先通過某一控制點，這給井眼軌道設(shè)計增加了難度。
[0004]目前國內(nèi)外公開發(fā)表的關(guān)于防碰井眼的軌道設(shè)計文章較老，不適應(yīng)當(dāng)前的防碰井眼軌道設(shè)計，并且在以往的設(shè)計方法中，在進行障礙位置描述時，通常涉及到復(fù)雜的坐標(biāo)系投影和變換；在求解確定障礙物位置坐標(biāo)時，需要求解復(fù)雜的方程組以得到交點坐標(biāo)；在設(shè)計出水平投影圖和垂直剖面圖后進行節(jié)點耦合時，需要考慮多種節(jié)點耦合的情況，但設(shè)計過程較為復(fù)雜。
[0005]由式
【權(quán)利要求】
1.一種控制點約束條件下的側(cè)鉆水平井軌道設(shè)計方法，其特征在于，具體步驟如下: 第I步給定已知參數(shù): 側(cè)鉆點S的坐標(biāo)(Ns, Es, Ds);測量井深Ls;井斜角Cts ;方位角(J)s;祀點T的坐標(biāo)(NT, Et, Dt);中靶井斜角α τ ;中靶方位角Φτ ;防碰約束點C的坐標(biāo)(Nc, Ec, Dc)； 第2步，建立軌道設(shè)計模型: 在側(cè)鉆點S后軌道 有一定長度的直線段的延伸，該段長度為Lws，終點為Sx ； 對于Sx和T點之間的軌道，分為Sx-C和C-T兩段軌道分別進行設(shè)計；Sx-C段軌道由圓弧段@ +直線段PA+圓弧段組成，C-T段軌道由圓弧段gg +直線段BQ+圓弧段P組成，其中，圓弧段O和Tc曲率相同，且￡5為AC的延伸; 第3步，確定控制點C處的井斜角和方位角: 給定控制點C處的井斜角和方位角分別為第4步求解所述第2步中軌道設(shè)計模型關(guān)鍵節(jié)點S，Sx, P，A，C，B, Q，T和T2的參數(shù): (1)S-Sx段軌道計算 S-Sx段軌道為直線段，長度為Lws，關(guān)鍵節(jié)點Sx參數(shù)計算公式為: T = T +T
j^Sx Ls Lws
0Sx = aS, ^Sx =
Dsx = Ds+Lwscos a s
Nsx = Ns+Lwssina sC0S(j5s
Esx = Es+Lwssina sSin<j5s (2)Sx-C段軌道計算 Sx-C段軌道的關(guān)鍵參數(shù)為對應(yīng)的圓心角Y 1；以及穩(wěn)斜段PA的長度Lwl， 假設(shè)直線段CF的長度為f，則F點坐標(biāo)為:
Df = Dc-fcos a c
Nf = Nc-fsin a ccos Φ c
Ef = Ec-fsin a csin Φ0
2.如權(quán)利要求1所述的控制點約束條件下的側(cè)鉆水平井軌道設(shè)計方法，其特征在于，所述第2步中所述Lws=20米。
3.如權(quán)利 要求1所述的控制點約束條件下的側(cè)鉆水平井軌道設(shè)計方法，其特征在于，所述第5步中acl=0.5° ,所述ka=0.5° ,所述^^坤。，所述1?φ=0.5°。
【文檔編號】G06F17/50GK103699738SQ201310712659
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】陳鵬舉, 黃根爐, 李曹雄 申請人:中國石油大學(xué)(華東)