[发明专利]三维水平井轨道确定方法及电子设备

权利要求书

1.一种三维水平井轨道确定方法，其特征在于，包括：

获取扭方位段的最大控制偏差角和最小造斜率、当前井眼位置的实际控制偏差角和实际造斜率；所述实际控制偏差角为当前井眼位置的井眼方向与第一平面之间的夹角，其中第一平面为扭方位段起点之前的井眼轨迹所在的平面；

在扭方位段的实际控制偏差角等于最大控制偏差角，并且实际造斜率等于最小造斜率的情况下，以当前井眼位置的井眼方向所在的平面为第二平面，在所述第二平面内确定第一调整段轨道，所述第一调整段轨道的起点为当前井眼位置，所述第一调整段轨道的终点位于所述第一平面与所述第二平面的相交线上，并且所述第一调整段轨道的终点为所述第一调整段轨道与所述第一平面的第一切点；

所述第一调整段轨道包括相切于第二切点的第一圆弧段轨道和第二圆弧段轨道，所述第一圆弧段轨道和所述第二圆弧段轨道的圆心分别位于轨道的两侧，所述第一圆弧段轨道的起点为所述第一调整段轨道的起点，所述第一圆弧段轨道的终点为所述第二切点；所述第二圆弧段轨道的起点为所述第二切点，所述第二圆弧段轨道的终点为所述第一调整段轨道的终点；

获取扭方位段的最大控制偏差角和最小控制偏差角、当前井眼位置的实际控制偏差角；所述实际控制偏差角为当前井眼位置的井眼方向与第一平面之间的夹角，其中第一平面为扭方位段起点之前的井眼轨迹所在的平面；

在扭方位段的实际控制偏差角大于预设角度并且小于最大控制偏差角的情况下，在第二平面内确定第三圆弧段轨道，并在第三平面内确定第四圆弧段轨道，所述第三圆弧段轨道与所述第四圆弧段轨道相切于所述第二平面和所述第三平面的相交线上的第三切点；其中，所述第二平面为当前井眼位置的井眼方向所在的平面；所述第三圆弧段轨道的起点为当前井眼位置，所述第三圆弧段轨道的终点为所述第三切点，所述第四圆弧段轨道的起点为所述第三切点，所述第四圆弧段轨道的终点为所述第四圆弧段轨道与所述第一平面的第四切点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

求解所述第一调整段轨道上各点的位置坐标；

根据所述各点的位置坐标执行所述第一调整段轨道的钻井任务。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，求解所述第一调整段轨道上各点的位置坐标，包括：

以扭方位段的起点位置作为原点，建立XYZ空间坐标系；

在所述空间坐标系下，确定所述第二平面与Z轴的交点；

根据实际控制偏差角，计算下列两个线段之间的夹角：所述交点与当前井眼位置的连线、所述交点与第一调整段终点的连线；

根据所述夹角，计算所述第一圆弧段轨道的狗腿角和所述第二圆弧段轨道的狗腿角；

根据所述第一圆弧段轨道的狗腿角，计算扭方位段的起点在所述第二平面上的投影点至当前井眼位置之间的第一直线距离；

根据所述第二圆弧段轨道的狗腿角，计算扭方位段的起点在所述第二平面上的投影点至所述第二切点之间的第二直线距离；

根据所述第一直线距离和所述第二直线距离计算所述第二切点的位置坐标。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

求解所述第三圆弧段轨道和所述第四圆弧段轨道上各点的坐标；

根据所述各点的坐标执行所述第三圆弧段轨道和所述第四圆弧段轨道的钻井任务。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，求解所述第三圆弧段轨道和所述第四圆弧段轨道上各点的坐标，包括：

通过扭方位段起点至所述第四切点的矢径、当前井眼位置至扭方位段起点的矢径、当前井眼位置至所述第四切点的矢径，计算所述第三圆弧段轨道的狗腿角和所述第四圆弧段轨道的狗腿角；

根据所述第三圆弧段和所述第四圆弧段的几何关系，推导出设计方程组；

根据所述第三圆弧段的狗腿角、所述第四圆弧段的狗腿角以及所述设计方程组，计算所述第三圆弧段轨道和所述第四圆弧段轨道的总体狗腿角、所述第三圆弧段的参数、所述第四圆弧段的参数；

根据所述第三圆弧段轨道和所述第四圆弧段轨道的总体狗腿角、所述第三圆弧段的参数、所述第四圆弧段的参数，计算所述第四切点的井眼方向矢量、所述第四切点的坐标、所述第三切点的井眼方向矢量、所述第三切点的坐标。