恒装置角曲线的半解析计算

恒装置角曲线的计算需要使用数值积分法,这在一定程度上限制了它在钻井轨道设计中的实际应用.使用幂级数展开法得到了恒装置角曲线的半解析计算公式,讨论了幂级数展开的截断误差.使用钻井轨道设计算例对恒装置角曲线用于井眼轨道设计进行了数值研究,并与圆弧轨道设计结果进行了对比分析.结果表明,半解析计算公式具有非常好的计算速度和计算精度.

恒装置角模式井眼轨迹控制计算方法研究

在滑动钻进过程中,井眼轨迹具有井眼曲率和装置角基本保持不变的特征,但是使用空间圆弧模型计算出的装置角是逐渐变化的。为了解决这个理论与实际相矛盾的问题,提出了使用恒装置角曲线模型进行井眼轨迹控制方案设计的数学模型,并对求解方法进行了初步研究。建立了扭方位模型、点靶模式、线靶模式等三种实际问题中经常使用的轨迹控制方式的优化目标函数,使用序贯数论网格优化算法(SNTO)对一些算例进行了实际计算。结果表明,所建立的数学模型具有可行性,能够设计出合理的井眼轨迹控制方案,并且能够使用计算机软件编程来实现。本文的研究是初步的由于优化目标函数具有"狭长峡谷"特征,对数值优化算法的求解效率要求很高,这个问题需要进一步的深入研究。

斜面圆弧形井眼的轨迹控制新模式

斜面圆弧曲线是三维定向井轨道设计的最优曲线,在相同设计条件下,设计曲率最小,设计长度最短。但采用目前的井眼轨迹控制方法不可能钻出真正的斜面圆弧形井眼。在研究斜面圆弧曲线与其所在的斜平面之间关系的基础上,提出一种新的井眼轨迹控制模式——斜平面角模式。采用该模式可以钻出斜面圆弧形井眼轨道。同时向MWD厂商建议,司钻显示屏应该有两种显示模式,一种是目前常用"装置角"模式,可以钻出恒装置角曲线的井眼;另一种"斜平面角"模式,可以钻出斜面圆弧形井眼。两种模式应该能很容易转换。