[发明专利]一种井眼轨道控制方法及其系统

权利要求书

1.一种井眼轨道控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，导向工具下钻准备步骤：即按设计导向钻具组合和钻柱结构进行钻具准备工作，现场丈量入井钻具，按入井顺序对钻具进行编号和记录钻具参数；

步骤2，设置导向初始工作参数，并对导向钻井系统进行测试，检验系统工作是否正常，测试导向系统正常后组合钻具开始下钻；

步骤3，钻具下钻到底后，按步骤2中设置的初始工作参数进行旋转导向钻进工作；工作同时，对井眼轨道进行监控，并根据监控的数据实时调整轨道设计；

步骤4，结束导向钻井作业，起出导向工具。

2.根据权利要求1所述的一种井眼轨道控制方法，其特征在于，所述步骤2中，设置导向初始工作参数的具体步骤如下：

步骤2.1，设置井眼轨道设计数据：在导向工具中存储井眼轨道设计模型及设计轨道节点数据，包括井深、井斜角和方位角；

步骤2.2，设置测量控制点：在地面监控系统和导向工具中，同时按井深顺序存储测量控制点深度数据；

步骤2.3，设置其它导向参数：设置导向工具初始控制参数、导向工具和MWD/LWD测量点位置、测斜数据计算方法、允许轨道控制偏差和调整井眼曲率。

3.根据权利要求1所述的一种井眼轨道控制方法，其特征在于，所述步骤3中，对井眼进行轨道监控的具体步骤如下：

步骤3.1，当地面系统监测到钻达测量控制点深度时，向井下发送测量控制指令，井下进行井身参数测量；

步骤3.2，将井下测量结果参数上传到地面系统，井下和地面同时根据已知深度数据对实钻井眼轨迹进行跟踪和偏差分析；

步骤3.3，根据偏差分析结果和设计轨道节点数据计算导向工具控制参数；

步骤3.4，导向工具按计算出的控制参数进行导向钻进，同时上传导向工具工作姿态到地面监控系统；

步骤3.5，在导向系统正常工作情况下，继续导向钻进到下一测量控制点时，返回步骤3.1；

步骤3.6，若导向系统未按预期姿态动作，则进行系统综合分析与决策，决定下步作业。

4.根据权利要求1所述的一种井眼轨道控制方法，其特征在于，所述的步骤3中，根据监控的数据实时调整轨道设计的具体操作步骤如下：

步骤4.1，当偏差超出允许范围时，井下自动按调整设计限定条件进行井眼轨道调整设计，并将设计主要参数上传到地面系统加以确定：

步骤4.11，选取调整点位置：在原设计轨道最近距离点前方选取一点，间距为ΔL；

步骤4.12，计算调整点参数：根据间距为ΔL计算调整点井斜、方位和坐标；

步骤4.13，进行轨道调整设计：以精确调整到原设计轨道为例，按斜平面法模型进行轨道调整设计；

根据允许导向工具造斜能力K，选取K₁≤K，则K₂＝f(K₁)；

如果K₂≤K，转步骤4.14；否则，调整ΔL长度，转步骤4.12；

步骤4.14，上传调整设计参数：上传轨道调整设计结果数据ΔL、K₁、K₂；

步骤4.15，保存设计结果数据：井下接收到地面系统确定信息后，保存调整设计结果；

步骤4.2，当地质目标发生变化时，采用以下两种调整设计方式：

步骤4.21，地面进行轨道调整设计，并下传设计结果参数；

步骤4.22，地面下传新的目标数据，井下进行调整设计，回传设计结果加以确认；

步骤4.3，按井眼轨道调整设计进行监控，并返回执行井眼轨道监控工作。