[发明专利]使用平滑法对钻探路径的控制

权利要求书

1.一种用以导向井下钻探组合件的计算机实现的方法，所述方法包括：

使用所述钻探组合件沿着预定路径钻探井筒；

接收指示与所述预定路径的偏离的数据；

产生对应于所述偏离的路径的钻探参数；

基于所述钻探参数对所述钻探组合件的所述偏离的路径建模；

使用考虑以下两者的成本函数来确定所述钻探组合件的校正路径：

所述预定路径与所述偏离的路径之间的差；和

所述预定路径与所述偏离的路径的曲率之间的差；

其中确定所述校正路径进一步包括：

利用所述成本函数来最小化所述预定路径与所述偏离的路径之间的所述差；

利用所述成本函数来最小化所述预定路径与所述偏离的路径的所述曲率之间的所述差；以及

确定对应于每一最小化的校正钻探参数；以及

使用所述校正钻探参数沿着所述校正路径导向所述钻探组合件。

2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其进一步包括在所述成本函数中利用加权因子来确定所述校正路径。

3.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述成本函数考虑对应于以下各项的钻探参数：

所述钻探组合件的位置；

所述钻探组合件的速度；

沿着所述校正路径钻探所必要的输入能量；以及

所述钻探组合件的钻头的磨损。

4.如权利要求3所述的计算机实现的方法，其中所述成本函数考虑对应于所述钻探组合件的加速度的钻探参数。

5.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中确定所述校正钻探参数进一步包括基于以下中的至少一者限制所述校正钻探参数：

所述钻探组合件的最大导向角；

改变所述导向角的最大速率；以及

曲率改变的最大速率。

6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中对所述偏离的路径建模进一步包括：

分析所述钻探组合件的钻头的工具面；以及

基于所述工具面实时地对所述钻探组合件的切割轨迹建模。

7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中将所述成本函数定义为：

其中x*、y*和z*是期望的预定路径；Q、a、b和c是加权因子，u是具有加权因子k的所述钻探组合件的输入的能量，且h是关于钻头的磨损率的加权因子。

8.一种包括处理电路的系统，其用以实现如权利要求1至7中所述的方法中的任一项。

9.一种计算机程序产品，其包括在由至少一个处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1至7中所述的方法中的任一项的指令。

10.一种用以导向井下钻探组合件的计算机实现的方法，所述方法包括：

使用所述钻探组合件沿着预定路径钻探井筒；

接收指示与所述预定路径的偏离的数据；

确定使所述钻探组合件返回至所述预定路径的校正路径，所述校正路径的所述确定包括平衡对应于所述预定路径和所述偏离的路径的路径和曲率行为的竞争约束以借此最小化弯曲度；以及

沿着所述校正路径导向所述钻探组合件。

11.如权利要求10所述的计算机实现的方法，其中接收指示与所述预定路径的所述偏离的数据进一步包括：

产生对应于所述偏离的钻探参数；以及

基于所述钻探参数对所述钻探组合件的偏离的路径建模，其中使用所述建模的偏离的路径来实现所述校正路径的确定。

12.如权利要求10所述的计算机实现的方法，其中所述校正路径的确定进一步包括利用成本函数来优化所述校正路径，所述成本函数最小化所述预定路径与所述偏离的路径的所述路径和曲率行为之间的差。