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[發(fā)明專利]小井斜情況下的井眼軌跡控制方法及裝置有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201610859442.0 申請(qǐng)日: 2016-09-28
公開(公告)號(hào): CN107869309B 公開(公告)日: 2019-04-19
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 劉修善 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
主分類號(hào): E21B7/04 分類號(hào): E21B7/04;E21B7/06;E21B44/00;E21B47/022
代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611 代理人: 朱繪;張文娟
地址: 100728 北*** 國(guó)省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 小井斜 情況 軌跡 控制 方法 裝置
【權(quán)利要求書】:

1.一種小井斜情況下的井眼軌跡控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:

S101、根據(jù)地質(zhì)和工程要求預(yù)先設(shè)計(jì)井眼軌跡,得到井眼軌跡的節(jié)點(diǎn)及分點(diǎn)參數(shù),然后提取井眼軌跡上各節(jié)點(diǎn)及分點(diǎn)處的特征參數(shù),其中所述特征參數(shù)包括井斜角、井斜變化率、方位變化率;

S102、根據(jù)所述井眼軌跡的特征參數(shù),計(jì)算導(dǎo)向鉆具的工作特性參數(shù),其中所述工作特性參數(shù)包括工具造斜率和定向方位角;

S103、根據(jù)所述工作特性參數(shù),繪制導(dǎo)向鉆具的工作特性曲線;

S104、在導(dǎo)向鉆井過程中,隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)向鉆具的實(shí)際工作特性參數(shù),將實(shí)際與設(shè)計(jì)的導(dǎo)向鉆具工作特性參數(shù)繪制在同一張圖上,用以監(jiān)測(cè)導(dǎo)向鉆具的實(shí)際工作特性是否符合設(shè)計(jì),當(dāng)導(dǎo)向鉆具的實(shí)際與設(shè)計(jì)工作特性偏差較大時(shí),應(yīng)校正控制方案。

2.如權(quán)利要求1所述的小井斜情況下的井眼軌跡控制方法,其特征在于,在步驟S102中,設(shè)計(jì)導(dǎo)向鉆具的工作特性參數(shù)時(shí),井眼軌跡的特征參數(shù)與導(dǎo)向鉆具的工作參數(shù)之間的特定關(guān)系式為:

其中,α為井斜角,單位為度;φ為方位角,單位為度;κα為井斜變化率,單位為度/30米;κφ為方位變化率,單位為度/30米;κ為工具造斜率,單位為度/30米;φw為定向方位角,單位為度。

3.如權(quán)利要求2所述的小井斜情況下的井眼軌跡控制方法,其特征在于,在步驟S103中,繪制導(dǎo)向鉆具的工作特性曲線包括以下步驟:

以κφsinα為橫軸、以κα為縱軸建立直角坐標(biāo)系,使得工具造斜率κ相當(dāng)于極坐標(biāo)系的矢徑,定向方位角φw相當(dāng)于極坐標(biāo)系的極角;

將導(dǎo)向鉆具的工作特性參數(shù)繪制在該坐標(biāo)系上,以得到隨井深變化的工具造斜率κ和定向方位角φw的關(guān)系曲線。

4.如權(quán)利要求3所述的小井斜情況下的井眼軌跡控制方法,其特征在于,在步驟S104中,將實(shí)際測(cè)量的工具造斜率κ和定向方位角φw與設(shè)計(jì)的導(dǎo)向鉆具工作特性曲線繪制在同一張圖上,用以監(jiān)測(cè)和控制導(dǎo)向鉆具的實(shí)際工作特性,從而有效地控制實(shí)鉆井眼軌跡。

5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的小井斜情況下的井眼軌跡控制方法,其特征在于,所述井眼軌跡特征參數(shù)適用于所有的井眼軌跡模型,所述導(dǎo)向鉆井過程包括滑動(dòng)導(dǎo)向過程、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向過程和復(fù)合導(dǎo)向鉆井過程。

6.一種小井斜情況下的井眼軌跡控制裝置,其特征在于,所述裝置包括以下單元:

井眼軌跡設(shè)計(jì)特征參數(shù)提取單元,其用于根據(jù)地質(zhì)和工程要求預(yù)先設(shè)計(jì)井眼軌跡,得到井眼軌跡的節(jié)點(diǎn)及分點(diǎn)參數(shù),然后提取井眼軌跡上各點(diǎn)處的特征參數(shù),其中所述特征參數(shù)包括井斜角、井斜變化率、方位變化率;

導(dǎo)向鉆具工作特性設(shè)計(jì)單元,其用于根據(jù)所述井眼軌跡的特征參數(shù),計(jì)算導(dǎo)向鉆具的工作特性參數(shù),其中所述工作特性參數(shù)包括工具造斜率和定向方位角;

導(dǎo)向鉆具工作特性曲線繪制單元,其用于根據(jù)所述工作特性參數(shù),以井深為自變量,繪制導(dǎo)向鉆具的工作特性曲線;

導(dǎo)向鉆具實(shí)際工作特性監(jiān)控單元,其用于在導(dǎo)向鉆井過程中,隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)向鉆具的實(shí)際工作特性參數(shù),將實(shí)際與設(shè)計(jì)的導(dǎo)向鉆具工作特性參數(shù)繪制在同一張圖上,用以監(jiān)測(cè)導(dǎo)向鉆具的實(shí)際工作特性是否符合設(shè)計(jì),當(dāng)導(dǎo)向鉆具的實(shí)際與設(shè)計(jì)工作特性偏差較大時(shí),實(shí)時(shí)校正控制方案。

7.如權(quán)利要求6所述的小井斜情況下的井眼軌跡控制裝置,其特征在于,在導(dǎo)向鉆具工作特性設(shè)計(jì)單元中,導(dǎo)向鉆具的工作特性與井眼軌跡的特征參數(shù)之間的特定關(guān)系式為:

其中,α為井斜角,單位為度;φ為方位角,單位為度;κα為井斜變化率,單位為度/30米;κφ為方位變化率,單位為度/30米;κ為工具造斜率,單位為度/30米;φw為定向方位角,單位為度。

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