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1、1,三维绕障定向井轨道设计,韩志勇,三维绕障井轨道设计基本思路,三维绕障定向井定义：在钻达目标的设计方位线上，有某种障碍，需要绕过障碍；多数情况下，已钻的井会成为这种障碍；给定的绕障条件：给定障碍中心的坐标位置NH和EH；给定最小绕障半径Rmin，即给定最小的绕障安全距离。实际设计的绕障半径应该大于或等于最小绕障半径Rmin。 设计思路：变三维为两维。1. 水平投影图，设计成稳方位变方位稳方位三段制；,2. 垂直剖面图，可以设计成三段式，多靶三段式，五段式，双增式四种轨道的任一种；3. 两张图的协调(难点)：设计水平投影图； 计算水平投影长度；设计垂直剖面图；校核井眼曲率；井眼曲率不符，返回；
2、,2001年,2,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计给定的设计条件,造斜点处的井斜角；,造斜点垂深；,目标点垂深；,目标点N坐标；,目标点E坐标；,目标点井斜角；,障碍中心的N坐标；,障碍中心的E坐标；,设计的绕障半径；,双增轨道第一增斜率或其他轨道的增斜率；,井眼曲率的最高限制值；,双增轨道第二增斜率或五段式轨道的降斜率；,设计应该给定造斜点、目标点、障碍中心点的有关参数以及井眼曲率等。,2001年,3,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计1. 计算总的水平投影长度,判断左绕还是右绕：计算目标点方位：计算障碍中心的方位：,( 0),( 0),( 0),( 0),当,当 时，为顺时针
3、绕；,当 时，为反时针绕；,当,当 时，为顺时针绕；,当 时，为反时针绕；,按照如下规则判断：,2001年,4,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计1. 计算总的水平投影长度,按如下公式计算水平投影长度：,上式中，左绕时，取“”号；右绕时，取“”号。,上式中，右绕时，取“”号；左绕时，取“”号。,2001年,5,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计2.设计垂直剖面图,设计垂直剖面图，根据：初步设计的水平投影图的水平投影长度St ；给定的目标点垂深Dt ；目标井段井斜角t ；造斜点参数Da、a ；造斜段曲率半径R1、R2 ；设计方法与二维轨道设计，完全相同。三类垂直剖面，究竟应该选择哪种
4、？这取决于造斜率大小和要求的目标井段井斜角大小，进行如下判断：,，选五段制轨道；,，选双增轨道；,，选三段制轨道。,2001年,6,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计3. 校核井眼曲率三段式轨道,1. 计算垂直剖面图上b 点水平投影长度 2. 计算P点井斜角 和Q点井斜角,当 时，,当 时，,2001年,7,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计3. 校核井眼曲率三段式轨道,3. 计算在不同情况下的井眼曲率最大值,当 时，,当 时，,当 时，,2001年,8,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计3. 校核井眼曲率五段和双增式轨道,1. 计算b点和c点的水平投影长度 和2. 计算P点
5、井斜角 和Q点井斜角,当 时，,当 时，,2001年,9,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计3. 校核井眼曲率五段和双增式轨道,式中，五段制轨道取“+”号 双增轨道取“”号。,当 时，,2001年,10,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计3. 校核井眼曲率五段和双增式轨道,3. 计算在不同情况下的井眼曲率最大值,当 时，,当 时，,当 时，,2001年,11,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计3. 校核井眼曲率五段和双增式轨道,当 时，,当 时，,（适用五段式）,（适用双增式）,（适用五段式）,（适用双增式）,2001年,12,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计3. 校
6、核井眼曲率五段和双增式轨道,计算出井眼曲率最大值 以后，即可与井眼曲率限定值 行比较。如果 不大于 ，则可进行井眼参数计算。否则应增大绕障圆半径 ，重新设计水平投影图的主要参数。进行井眼曲率校核，还有一种做法，就是分别计算b、c、P 、Q四个点的最大曲率，并与井眼曲率限定只进行比较，看是否有超过该值的。,给定RH，设计水平投影图,根据水平投影长度，设计垂直剖面图,校核井眼曲率,进入节点和分点计算,合格,不合格,2001年,13,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计4. 节点计算,b点计算c点计算,t点计算,2001年,14,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计4. 节点计算,P和Q点计
7、算：,当 时，,2001年,15,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计4. 节点计算,P和Q点计算：,当 时，,2001年,16,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计4. 节点计算,P和Q点计算,当 时，,2001年,17,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计5. 分点计算,ab段内的分点：,分点的井斜方位角、N坐标、E坐标的计算，见后面。,2001年,18,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计5. 分点计算,bc段内得分点,分点的井斜方位角、N坐标、E坐标的计算，见后面。,2001年,19,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计5. 分点计算,ct段内得分点,分点的井斜方位角、N坐标、E坐标的计算，见后面。,上式中，双增轨道取“+”号五段制轨道取“”号。,2001年,20,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计5. 分点计算,分点的井斜方位角、N坐标、E坐标的计算：,上三式中，右绕时取“+”号；左绕时取“”号。,当 时，,当 时，,2001年,21,定向井讲课 韩志勇*,三维绕障井轨道设计5. 分点计算,分点的井斜方位角、N坐标、E坐标的计算：,当 时，,2001年,22,定向井讲课 韩志勇*,
