定向井井身剖面设计

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1、第2章定向井井身剖面设计第一节轨道设计概述一、没计条件：今一般要给定的有：目标点垂深、水平位移、设计方位角等；♦给定进入目标的要求（例如：0标点或0标段的井斜角）。二、设计内容：今根据设计条件，设计出合适的轨道。三、轨道设计的关键：今造斜点选择，增斜率和降斜率的选择（耑要经验）；今轨道关键参数的求得（需要先进的计算公式）。四、轨道自由度及轨道约束方程1、自由度（DOF）的概念今将起点位置及方向均给定的轨道或曲线段形状完全固定需要确定的独立A由变量个数称为轨道或曲线段的自由度。2、起点给定时各种曲线段

2、的自由度今直线段的自由度为1;今二维圆弧段的自由度为2;今三维圆弧段的自由度为3。3、轨道自由度为组成轨道的所有曲线段自由度之和，如：♦三段式轨道的自由度为4;＜五段式轨道的自由度为7;今双增式轨道的自由度为7。4、FI标点的约束条件称为轨道约束方程，如：今三段式轨道的约朿方程数为2;今五段式轨道的约束方程数为3;今双增式轨道的约束方程数为3。5、轨道设计时需要补充确定的参数个数为轨道自由度和轨道约束方程数之差，如：今三段式轨道需要补充确定的参数个数为4-2=2;今五段式轨道需要补充确定的参数个数为

3、7-3=4;今双增式轨道需要补充确定的参数个数为7-3=4。五、轨道设计的一般步骤<根据轨道约束方程数和需要指定的参数之和等于轨道自由度的原则选择轨道形状;♦确定需要指定的参数大小（如造斜点、增斜率、降斜率等）；今建立轨道约束方程组，推导关键参数计算公式；今井身参数计算及轨迹绘图。第二节二维常规轨道设计一、一般会给定的条件今目标点的垂深lit、水平长度St（井口可移动时相当于没给定）、井斜角at（单靶时无要求）及设计方位角GO;♦造斜点井深Ha及造斜点处的并斜角aa;今造斜半径R1和R2;今一般情况

4、下，造斜点以上设计成垂直井段，aa=0;如果使用斜井钻机，则aa类0,可根据给定的Ha和aa计算出Sa。二、轨道形状选择今凡无特殊要求的单靶定向井，均选择三段式轨道；今井口可以移动的多靶定向井，可选多靶三段式轨道；♦井口不可移动的多靶定向井，需按如下计算结果进行判断选择:ah=2tanR-SHe=Ht-Ha^R}smaaSe=St-Sa-Rcosaa若6^〉％，则选五段式轨道;若％,<6Z,,则选双增式轨道;^ah=at,则选多靶三段式轨道OS双増式轨道三、多靶三段式轨道没计1、己知条件今目标点的

5、垂深Ht、井斜角at及设计方位角00;今造斜点井深Ha及造斜点处的井斜角aa;＜造斜半径R1;2、建立约束方程Ha+/?,(sina(-sinaa)+£u.cos^=Ht0s3、求出关键参数LwL="rK-Z^sinA-sinoJHCOS汉，4、各节点参数汁算（将节点以上各段增量累加即可得到各节点参数）今直线段增量公式=L、v

6、[-COS6T卜）b5、分点参数计算今二维圆弧段£,=£“+ALyai-aa+A£y/RH.=Ha+/?(sinaj-sin^)Sf=Sa+/?(cosaa-cosaj)Nf=Sj-cos9(}Ej=5y-sin3{}（增斜R取正，降斜R为负）今二维直线段Lj=La+ALyaj=a(lHj=Ha+ALjcosaNj=Sj-cosd(}Ej=Sj-sin0{)叫、双增式轨道设计1、已知条件今Ht、St、cit及oo;今Ha、aa及R1和K2;

7、^z)+Lucosah4-R2(sinat-sinah)+Ldlcosat=H[Sa+/?,(cosaa-cosah)+Lwsinah+/?2(cosah-cosar)+Ldtsinar=St3、求关键参数cib和LwHe=Ht-Ha+/?,sinaa-R2sinat-Ldtcosa,

8、久2A.=扣，+«以上公式同样适用于三段式和五段式轨道：对于三段式轨道：R2=0；Ldt=0;对于五段式轨道：R2为负值（因为第二段为降斜段）。二维常规轨道设计课后作业：2-1某定向井设计条件:Ht=1418m,St=930m,Ha=190m,aa=0,Kl=3°/30m,试设计该井轨道。2-2给定条件：Ht=3230m,St=1970m,at=17.50,Ha=270m,aa=0,Rl=810m,R2=1580m,靶前稳斜段长482m,试设计该并轨道。今要求：先根据