[发明专利]基于过程控制的井眼轨迹控制系统

摘要

本发明提供了一种基于过程控制的井眼轨迹控制系统，由井眼轨迹设计、导向工具特性设计、井眼轨迹监测、导向工具特性监测、导向工具特性曲线绘制、导向工具特性评价、井眼轨迹评价和导向工具特性调整等8个单元构成。通过揭示导向工具的定向造斜特性与井眼轨迹的空间挠曲形态之间的相互作用及约束关系，形成了基于导向工具的定向造斜特性来控制井眼轨迹的技术方法；提供了导向工具的定向造斜特性曲线的绘制方法，便于随钻监测和评价导向工具的实际定向造斜特性，实现了井眼轨迹过程控制的有形化和可视化。本发明适用于各种导向钻井方式及井眼轨迹模型，可用于各种复杂结构井的设计与施工。

主权项

1.一种基于过程控制的井眼轨迹控制系统，其特征在于，所述系统包括以下单元：井眼轨迹设计单元，其用于根据地质和工程要求设计井眼轨迹，得到井眼轨迹的设计结果，其中所述设计结果包括井深、井斜角、方位角；工具特性设计单元，其用于根据所述井眼轨迹的设计结果，设计导向工具的定向造斜特性参数，其中所述定向造斜特性参数包括工具造斜率和工具面角；井眼轨迹监测单元，其用于利用随钻测量仪器获取实际井眼轨迹的测斜数据，其中所述测斜数据包括井深、井斜角、方位角和工具面角，并按选取的测斜计算方法计算出实际井眼轨迹的井斜变化率、方位变化率；工具特性监测单元，其用于根据所述实际井眼轨迹数据计算导向工具的实际造斜率和工具面角；工具特性曲线绘制单元，其用于根据所述导向工具定向造斜特性的设计值和实际值，在同一幅图上绘制导向工具定向造斜特性的设计曲线和实际曲线；工具特性评价单元，其用于对比和评价导向工具定向造斜特性的实际值与设计值的偏差程度，当二者偏差在工程允许误差范围内时继续钻进，当二者偏差超过工程允许误差范围时执行调整工具特性单元；井眼轨迹评价单元，其用于对比和评价实际井眼轨迹与设计井眼轨迹的偏差程度，当二者偏差较小时继续钻进，当二者偏差较大时执行调整工具特性单元；调整工具特性单元，其用于调整导向工具的造斜率、工具面角定向造斜特性，以补偿导向工具定向造斜特性的实际值与设计值之间偏差对井眼轨迹的影响。