定向井计算公式
定向井井身轨迹计算公式
定向井井身轨迹计算公式井身轨迹计算公式通常基于方位角和倾角的变化，通过测量这两个参数并施加合适的计算方法，从而获得井身轨迹的实时数据。
以下为常见的井身轨迹计算公式的详细介绍。
1.一般井身轨迹计算公式：在一般情况下，井身轨迹可以通过使用方位角（Azimuth）和倾角（Inclination）来计算。
方位角是井身相对于参考轴线的平面角度，倾角是井身相对于参考轴线的垂直角度。
（1）水平井身轨迹计算公式：对于水平井身，方向角为固定值0度，而倾角根据测量得到。
根据勾股定理的公式，可重写为：X=COS(倾角)*MDY=SIN(倾角)*MDZ=0其中，X、Y、Z分别是井身在三维空间坐标系中的X、Y、Z轴坐标，MD为测量的累计测深或测距。
（2）非水平井身轨迹计算公式：对于非水平井身，方向角和倾角都是动态变化的。
根据测量得到的方向角和倾角，可以使用三角函数计算井身在三维空间中的坐标位置。
X=COS(方位角)*COS(倾角)*MDY=SIN(方位角)*COS(倾角)*MDZ=SIN(倾角)*MD其中，X、Y、Z分别是井身在三维空间坐标系中的X、Y、Z轴坐标，MD为测量的累计测深或测距。
2.井身轨迹计算方法：井身轨迹的计算方法有很多，以下是其中两种常见的方法：（1）正演计算法：正演计算法是一种基于初始位置和起始方向进行连续迭代计算的方法，通过在每个测深点处使用三角函数和向量运算，根据方向角和倾角计算后面的点的位置。
这种方法适用于复杂的三维轨迹计算。
（2）逆演计算法：逆演计算法是一种从目标位置逆向计算的方法，它通过目标位置和方向，以及前一个点的位置和方向，通过反向的三角函数和向量运算计算前一个点的位置。
这种方法适用于实时测量和校正井身轨迹。
3.计算误差和改进方法：根据测量过程和仪器的精度，井身轨迹计算可能会引入误差。
为了减小误差，可以采用以下方法：（1）校正误差：在测量过程中，根据测量仪器的精度和标定，进行误差校正和修正。
3定向井测斜计算解析
关于测斜计算问题的若干规定
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5. 用于计算全井轨迹的 计算数据必须是多点测 斜仪测得的数据． 6. 磁性测斜仪测得的方 位角数据，须根据当地 当年的磁偏角，进行校 正． 7. 测点中若有一测点井 斜角为零，则该点方位 角等于相邻测点的方位 角． 8. 方位角变化，在一个 测段内不超过180°。若 方位角增量大于180°, 应按反转方向计算。
2 tg
2 tg
E2 N2
(N2>0)
1
E2 1800 (N <0) 2 N2
D2 D1 D S 2 S1 S N 2 N 1 N E2 E1 E
2 2 A2 N 2 E2
V2 A2 cos( 0 2 )
式中的θ0是该井原设计方位角。
测斜计算方法—平均角法
平均角法又称角平均法。 假设：测段为一直线，其方向为上下两侧点 处井眼方向的“和方向Байду номын сангаас，即方向的矢量和。
D L cos c S L sin c N L sin c cosc E L sin c sin c
式中：
1 2 c 2 1 2 c 2
测斜计算方法— 圆柱螺线法(曲率半径法)
曲率半径法的来源：
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1968年，美国人G.J.Wilson提出了曲率半径 法。假设测段为一圆滑曲线，该曲线与上 下二测点处的井眼方向相切，而且该曲线 的垂直投影图和水平投影图，都是圆弧。 Wilson最初发表的公式使用了许多绝对值符 号，使测段的坐标增量计算值全为正值， 在计算测点坐标时却要判断是加还是减， 所以不便于使用。 1976年，美国人J.T.CRAIG和 B.V.RANDALL对曲率半径法做了进一步描 述，说曲率半径法的测段形状是一“空间 曲线”，是“特殊的曲线”，并说此曲线 是一个球或圆的一部分，即乃是圆弧。另 外，还对公式的形式做了修正，取消了绝 对值号，使之便于使用。于是应用更为广 泛了。 曲率半径法存在一个明显的缺点，就是它 的概念是含糊的，甚至可以说是错误的。
定向井地层倾角计算公式
定向井地层倾角计算公式定向井是指在钻井过程中，通过一定的技术手段使井眼偏离垂直方向，以达到特定的目的。
在实际的钻井作业中，地层倾角是一个非常重要的参数，它对于井眼的定向设计和钻井作业具有重要的指导意义。
因此，准确地计算地层倾角对于钻井工程来说是非常重要的。
地层倾角是指地层与水平面的夹角，它是通过测量井眼轨迹中的倾角数据来计算得到的。
地层倾角的计算可以使用不同的方法，其中最常用的是通过测量井眼轨迹中的倾角数据来计算。
在实际的钻井作业中，通常使用测斜仪或者惯性导航系统来获取井眼轨迹数据，然后通过这些数据来计算地层倾角。
地层倾角的计算公式可以通过几何方法来推导得到。
假设井眼轨迹是一条曲线，我们可以将其分解为许多小段，然后计算每个小段的倾角，最后将所有小段的倾角加起来就可以得到整个井眼轨迹的倾角。
具体的计算公式如下：假设井眼轨迹可以分解为n段小段，每段的长度分别为L1，L2，...，Ln，倾角分别为α1，α2，...，αn，那么整个井眼轨迹的倾角可以表示为：倾角 = arctan(Σ(Li sin(αi)) / Σ(Li cos(αi)))。
其中arctan表示反正切函数，Li表示第i段小段的长度，αi表示第i段小段的倾角。
通过这个公式，我们可以根据井眼轨迹的倾角数据来计算地层的倾角。
在实际的钻井作业中，地层倾角的计算通常是由计算机程序来完成的。
钻井工程师只需要将测得的井眼轨迹数据输入到计算机程序中，程序就可以自动地计算出地层的倾角。
这样不仅可以提高计算的精度，还可以节省大量的人力和时间成本。
除了使用测斜仪或者惯性导航系统来测量井眼轨迹数据外，还可以使用地震勘探技术来获取地层倾角数据。
地震勘探技术通过地震波在地下的传播来获取地层的信息，包括地层的倾角。
通过地震勘探技术获取的地层倾角数据可以作为井眼轨迹数据的补充，从而提高地层倾角的计算精度。
在实际的钻井作业中，地层倾角的计算是非常重要的。
只有准确地计算出地层的倾角，才能够对井眼的定向设计和钻井作业进行合理的安排和调整。
定向井施工中常用计算方法
定向井施工中常用计算方法一、方位角计算在定向井施工中，方位角是指井眼对准目标方向所需要的角度。
1.使用正弦定理计算方位角：若知道当前位置与下一目标位置的距离d，当前方位角Φ和井斜角I，以及投影角度A，可以使用正弦定理计算出目标方位角B。
B = Φ - arcsin(sin(A) * sin(I) / sin(d))二、井斜角计算在定向井施工中，井斜角是指井斜的角度。
1.使用三角函数计算井斜角：若知道当前位置与下一目标位置的距离d和目标方位角B，可以使用三角函数计算出井斜角I。
I = arcsin(sin(B - Φ) * sin(d))三、井斜距计算在定向井施工中，井斜距是指井眼移动的水平距离。
1.使用三角函数计算井斜距：若知道井斜角I和距离d，可以使用三角函数计算出井斜距T。
T = d * cos(I)四、投影距离计算在定向井施工中，投影距离是指井眼投射到垂直平面的水平距离。
1.使用三角函数计算投影距离：若知道井斜角I和距离d，可以使用三角函数计算出投影距离H。
H = d * sin(I)五、井身长度计算在定向井施工中，井身长度是指井身的长度。
1.使用勾股定理计算井身长度：若知道井斜距T、投影距离H和当前深度d，可以使用勾股定理计算出井身长度L。
L = sqrt(H² + T²) + d综上所述，定向井施工中常用的计算方法包括方位角计算、井斜角计算、井斜距计算、投影距离计算和井身长度计算等。
这些计算方法可以帮助工程师在实际施工中准确地控制井眼的方向和位置，保证井眼穿越目标地层，并实现成功的定向井施工。
定向井井身参数和测斜计算
定向井井身参数和测斜计算第一节定向井井身参数和测斜计算一．定向井的剖面类型及其应用定向钻井就是“使井眼按预定方向偏斜，钻达地下预定目标的一门科学技术”。
定向钻井的应用范围很广，可归纳如图9－l所示。
定向井的剖面类型共有十多种，但是，大多数常规定向井的剖面是三种基本剖面类型，见图9－2，称为“J”型、“S”型和连续增斜型。
按井斜角的大小范围定向井又可分为：常规定向井井斜角＜55°大斜度井井斜角55～85°水平井井斜角＞85°（有水平延伸段）二．定向井井身参数实际钻井的定向井井眼轴线是一条空间曲线。
钻进一定的井段后，要进行测斜，被测的点叫测点。
两个测点之间的距离称为测段长度。
每个测点的基本参数有三项：井斜角、方位角和井深，这三项称为井身基本参数，也叫井身三要素。
1．测量井深：指井口至测点间的井眼实际长度。
2．井斜角：测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。
3．方位角：以正北方向线为始边，顺时针旋转至方位线所转过的角度，该方向线是指在水平面上，方位角可在0—360°之间变化。
目前，广泛使用的各种磁力测斜仪测得的方位值是以地球磁北方位线为准的，称为磁方位角。
磁北方向线与正北方向线之间有一个夹角，称磁偏角，磁偏角有东、西之分，称为东或西磁偏角，真方位的计算式如下：真方位＝磁方位角十东磁偏角或真方位＝磁方位角一西磁偏角公式可概括为“东加西减”四个字。
方位角也有以象限表示的，以南（S）北（N）方向向东（E）西（W）方向的偏斜表示，如N10°E，S20°W。
在进行磁方位校正时，必须注意磁偏角在各个象限里是“加上”还是“减去”，如图9－3所示。
4．造斜点：从垂直井段开始倾斜的起点。
5．垂直井深：通过井眼轨迹上某点的水平面到井口的距离。
6．闭合距和闭合方位（l）闭合距：指水平投影面上测点到井口的距离，通常指靶点或井底的位移，而其他测点的闭合距离可称为水平位移。
定向钻井教程
8.3.2
井底动力钻井用造斜工具
弯接头，偏心短节，可调变向接头。 弯接头，偏心短节，可调变向接头。 特点：连续造斜
8.4
井眼轨迹控制
8.4.1 装置角w 装置角w 8.4.2 钻具组合 8.4.3 反扭矩的影响
装置角的规定
当两个平面重合， 当两个平面重合，且造斜工具起增斜 作用时，装置角w 作用时，装置角w为０度； 在垂直井眼内，造斜工具弯曲方向指 在垂直井眼内， 向正北，装置角w 向正北，装置角w为０度。
(∑∆N ) + (∑∆E ) = arctg( ∑ ∆E / ∑ ∆N )
2 i i
i i
2
平衡正切法
平衡正切法计算公式
１、垂直位移：∆ H i = ∆ L i (cos α i + cos α i + 1 ) / 2 垂直位移： ２、水平位移：∆ S i = ∆ Li (sin α i + sin α i + 1 ) / 2 水平位移： ３、北位移： N i = ∆Li (sin α i cos ϕ i + sin α i +1 cos ϕ i +1 ) / 2 北位移： ∆
φi αvi φvi ∆Hi Hi ∆Si Si ∆Ni Ni ∆Ei Ei
… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …
8.3
8.3.1
造斜工具
转盘钻井用造斜工具
槽式变向器，水力冲，锚式钻头， 槽式变向器，水力冲，锚式钻头，BHA (BottomHole Assembly) 。 特点：非连续造斜
水平井
多底井
侧钻
救援井
定向井施工中常用计算方法
定向井施工中常用计算方法钻井一公司赵相泽编内部资料。
讲课用，错误难免，请误外传一、定向井剖面专业术语1、井深：井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点的井深，也称该点的测量井深或斜深。
2、垂深：井眼轴线上任一点，到井口所在水平面的距离。
3、水平位移：井眼轨迹上任一点，与井口铅垂线的距离。
也称该点的闭合距。
4、井斜角：井眼轴线上任一点的井眼方向，与通过该点的重力线之间的夹角。
5、最大井斜角：全井井斜角的最大值。
6、方位角：在以井眼轨迹上任一点为原点的平面坐标系中，以通过该点的正北方向为始边，按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上的投影线为终边，其所转过的角度称为该点的方位角。
7、造斜率：在定向井中，开始定向造斜的位置叫造斜点。
通常以开始定向造斜的井深来表示。
8、井斜变化率：单位井段内井斜角的变化值。
通常以两测点间井斜角的变化量与两测点间的井段的长度的比值表示。
9、方位变化率：单位井段内方位角的变化值。
通常以两测点间方位角的变化量与两测点间的井段的长度的比值表示。
10、造斜率：表示造斜工具的造斜能力。
11、全角变化率：在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。
12、增斜率：井斜角随井深增加的井段。
13、稳斜段：井斜角保持不变的井段。
14、降斜段：井斜角随井深增加而逐渐减小的井段。
15、目标点：设计规定的必须钻达的地层位置。
通常以地面井口为坐标原点的空间坐标系的坐标来表示。
16、靶区半径：允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点的水平距离。
17、靶心距：在靶区平面上，实钻井眼轴线与目标点之间的距离。
18、工具面：在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面。
19、反扭角：使用井底马达带弯接头进行定向造斜或扭方位时，动力钻具启动前的工具面与启动后且加压钻进时工具面之间的夹角。
反扭角总是工具面逆时针转动。
20、高边：定向井的井底是一个呈倾斜状态的圆平面，称为井底圆。
井底圆上的最高点称为高边。
定向井中常用计算方法
定向井施工中常用计算方法钻井一公司赵相泽编内部资料..讲课用,错误难免,请误外传一.定向井剖面专业术语1.井深：井眼轴线上任一点,到井口地井眼长度,称为该点地井深,也称该点地测量井深或斜深.2.垂深：井眼轴线上任一点,到井口所在水平面地距离.3.水平位移：井眼轨迹上任一点,与井口铅垂线地距离.也称该点地闭合距.4.井斜角：井眼轴线上任一点地井眼方向,与通过该点地重力线之间地夹角.5.最大井斜角：全井井斜角地最大值.6.方位角：在以井眼轨迹上任一点为原点地平面坐标系中,以通过该点地正北方向为始边,按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上地投影线为终边,其所转过地角度称为该点地方位角.7.造斜率：在定向井中,开始定向造斜地位置叫造斜点.通常以开始定向造斜地井深来表示.8.井斜变化率：单位井段内井斜角地变化值.通常以两测点间井斜角地变化量与两测点间地井段地长度地比值表示.9.方位变化率：单位井段内方位角地变化值.通常以两测点间方位角地变化量与两测点间地井段地长度地比值表示.10.造斜率：表示造斜工具地造斜能力.11.全角变化率：在单位井段内井眼前进地方向在三维空间内地角度变化.12.增斜率：井斜角随井深增加地井段.13.稳斜段：井斜角保持不变地井段.14.降斜段：井斜角随井深增加而逐渐减小地井段.15.目标点：设计规定地必须钻达地地层位置.通常以地面井口为坐标原点地空间坐标系地坐标来表示.16.靶区半径：允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点地水平距离.17.靶心距：在靶区平面上,实钻井眼轴线与目标点之间地距离.18.工具面：在造斜钻具组合中,由弯曲工具地两个轴线所决定地那个平面.19.反扭角：使用井底马达带弯接头进行定向造斜或扭方位时,动力钻具启动前地工具面与启动后且加压钻进时工具面之间地夹角.反扭角总是工具面逆时针转动.20.高边：定向井地井底是一个呈倾斜状态地圆平面,称为井底圆.井底圆上地最高点称为高边.从井底圆心至高边之间地连线所指地方向,称为井底高边方向.高边方向上地水平投影称为高边方位,即井底方位.21.工具面角：是表示造斜工具下到井底后,工具面所在地位置参数.有两种表示方法：一种是以高边为基准,一种是以磁北为基准.高边基准工具面,简称高边工具面,是指高边方向线为始边,顺时针转到工具面与井底圆平面地交线上所转过地角度.磁北基准工具面等于高边工具面角加上井底方位角.1 / 9,示角表,用工具面,工具面所处地位置之角地简称.在定向造斜时,当启动井下马达后22.定向角：是定向工具面.示角表北工具面面角表示,也可用磁可即为定向工具面角.定向角用高边工具.表示工具面角,工具安置地位置以定向时,当启动井下动力钻具之前,将具23.安置角：是安置工面角地简称.在.扭角向角加反角在数值上等于定即为安置工具面角.安置处理二.数据. 现场适用于确度较高,特别角角法,平均法计算简单,并且准测1.根据规定,斜数据计算方法为平均法：计算方平均角法；井斜角平平均值,称均是1点井斜角与2点井斜角地式中：αc；方位角值,称为平均方位角与2点方位角地平均是1点φc）；（M长（斜深）L是1.2点间地段）（M；长（垂深）H 是1.2点间地垂）（M平位移；S是1.2点间地水）（M上地投影；N是S在北轴）（M地投影；E是S在东轴上为：别方位φ分故闭合距Se和闭合e(?N)2?(??) =S e??1－φ=tg N?1ΔN.ΔE分别为每一小段位移（S）在北轴.东轴上投影地迭加值.实例：已知井深140M时,井斜0.18?,方位359,在井深170m,200m,230m和260m时,井斜和方位分别是0.37?,250?。
定向井剖面设计计算
2D "S L A N T " T Y P E已知条件，如图。
1．目标垂深：AB 。
2．目标位移：BT 。
3．造斜点深：AK 。
4．造斜率：B(B 度/30)。
则造斜阶段的曲率半径R 为:π18030⨯=B R1． 解析法：在三角形∆CBT 中，令：H O ＝AB －AK ，则：由此式变换得：在定向井的具体条件下，上式根号前的符号应取负号，于是得：2.作图法：1．选择合适的比例，作AB ＝目标垂深，；BT ＝目标位移；并找到造斜点K ； 2．过K 点作AB 的垂线KO 1，截KO 1＝R ，并以R 为半径以O 1为圆心划弧KJ ；3．连接O 1T ，并以O 1T 为直径划弧交于KJ 弧于E 点；连接ET 即可。
)2()(H H I tg R AK AB BTCBBT I tg ⨯--==)2()(H O H I tg R H BTI tg ⨯-=)2(2)2()2(2=+⨯⨯-⨯-⨯BT I tg H I tg BT R H O H BTR BT BT R H H I tg O O H ⨯⨯+⨯⨯-±=22)2(22BTR BT BT R H H I tg O O H -⨯+⨯⨯--=22)2(22)22(2221BTR BT BT R H H tgI O O H -⨯+⨯⨯--⨯=-2D双增剖面(双增水平井剖面)已知条件：入口点垂深：A B；入口点位移：B T；入口点井斜角：I；水平井段长度：T F；造斜深度：A K；第一造斜率：B1(B1︒/30)；第二造斜率：B2(B2︒/30)；则：造斜曲率半径R 1＝(30/B 1)∙(180/π)；R 2＝(30/B 2)∙(180/π)。
1．解析法：根据所给定向井的条件，未知的是E 和S 点的位置，E 点的位置取决于稳斜井段的井斜角I h ，S 点的位置则取决于E 点的位置及稳斜井段的长度E S 。
因此，该剖面的计算的重要计算在于求得稳斜井段的长度E S 和稳斜井段的角度I h 。
定向井施工中常用计算方法
定向井施工中常用计算方法钻井一公司赵相泽编内部资料..讲课用,错误难免,请误外传一.定向井剖面专业术语1.井深：井眼轴线上任一点,到井口地井眼长度,称为该点地井深,也称该点地测量井深或斜深.2.垂深：井眼轴线上任一点,到井口所在水平面地距离.3.水平位移：井眼轨迹上任一点,与井口铅垂线地距离.也称该点地闭合距.4.井斜角：井眼轴线上任一点地井眼方向,与通过该点地重力线之间地夹角.5.最大井斜角：全井井斜角地最大值.6.方位角：在以井眼轨迹上任一点为原点地平面坐标系中,以通过该点地正北方向为始边,按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上地投影线为终边,其所转过地角度称为该点地方位角.7.造斜率：在定向井中,开始定向造斜地位置叫造斜点.通常以开始定向造斜地井深来表示.8.井斜变化率：单位井段内井斜角地变化值.通常以两测点间井斜角地变化量与两测点间地井段地长度地比值表示.9.方位变化率：单位井段内方位角地变化值.通常以两测点间方位角地变化量与两测点间地井段地长度地比值表示.10.造斜率：表示造斜工具地造斜能力.11.全角变化率：在单位井段内井眼前进地方向在三维空间内地角度变化.12.增斜率：井斜角随井深增加地井段.13.稳斜段：井斜角保持不变地井段.14.降斜段：井斜角随井深增加而逐渐减小地井段.15.目标点：设计规定地必须钻达地地层位置.通常以地面井口为坐标原点地空间坐标系地坐标来表示.16.靶区半径：允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点地水平距离.17.靶心距：在靶区平面上,实钻井眼轴线与目标点之间地距离.18.工具面：在造斜钻具组合中,由弯曲工具地两个轴线所决定地那个平面.19.反扭角：使用井底马达带弯接头进行定向造斜或扭方位时,动力钻具启动前地工具面与启动后且加压钻进时工具面之间地夹角.反扭角总是工具面逆时针转动.20.高边：定向井地井底是一个呈倾斜状态地圆平面,称为井底圆.井底圆上地最高点称为高边.从井底圆心至高边之间地连线所指地方向,称为井底高边方向.高边方向上地水平投影称为高边方位,即井底方位.21.工具面角：是表示造斜工具下到井底后,工具面所在地位置参数.有两种表示方法：一种是以高边为基准,一种是以磁北为基准.高边基准工具面,简称高边工具面,是指高边方向线为始边,顺时针转到工具面与井底圆平面地交线上所转过地角度.磁北基准工具面等于高边工具面角加上井底方位角.22.定向角：是定向工具面角地简称.在定向造斜时,当启动井下马达之后,工具面所处地位置,用工具面角表示,即为定向工具面角.定向角可用高边工具面角表示,也可用磁北工具面角表示.23.安置角：是安置工具面角地简称.在定向时,当启动井下动力钻具之前,将工具安置地位置,以工具面角表示.即为安置工具面角.安置角在数值上等于定向角加反扭角.二.数据处理1.根据规定,测斜数据计算方法为平均角法,平均角法计算简单,并且准确度较高,特别适用于现场. 平均角法计算方法：式中：αc 是1点井斜角与2点井斜角地平均值,称平均井斜角； φc 是1点方位角与2点方位角地平均值,称为平均方位角；L 是1.2点间地段长（斜深）；（米） H 是1.2点间地垂长（垂深）；（米） S 是1.2点间地水平位移 ；（米） N 是S 在北轴上地投影；（米） E 是S 在东轴上地投影；（米） 故闭合距Se 和闭合方位φe 分别为： S e =)(2)(∑E +∑Nφ1=tg －1N ∑∑EΔN .ΔE 分别为每一小段位移（S ）在北轴.东轴上投影地迭加值.实例：已知井深140米时,井斜0.18˚,方位359,在井深170m,200m,230m 和260m 时,井斜和方位分别是0.37˚,250˚;0.64˚.230˚;0.43˚；216.98˚;0.28˚,224.26˚； 通过带入以上公式计算,列表如下三井身剖面各项参数地计算已知地面坐标,目标点坐标.垂深.最大井斜,计算造斜点及各段长度实例：已知地面井口坐标：X=3943724.2 Y=203423916靶点垂深2730m X 3943675 Y 3943675 Ｙ 20342225（最大井斜角）25°. 靶心半径 R=20米 根据已知条件,设计成直.增.稳剖面. 求：造斜点及各段参数解：（1）根据井口坐标 靶点坐标,计算本井总位移,根据闭合位移公式 S=)(2)(∑N +∑N ２S 总＝2)6.2034239120342225(2)2.39437243943675(-+-＝173.11（米） （2）计算本目标闭合方位φ闭.由公式＝∑N∑EΣΕ＝20342225－20342391.6=－166.6 ΣΝ=3943675－3943724.2=－49.2由ΣΝΣΕ可知目标点在第三象限；代入公式φ＝73.5° φ闭＝180+73.5°（3）根据油田标准造斜率4.5°/30（在现场可根据实际情况来选择造斜率例3.6°/30m 4°/30m ）.井斜增到αm ax 25°,需要段长︒5.425×30＝166.67米,由平均角法计算公式H=L·cosαc S=L·sinαc （αc 为平均井斜） 可计算出 H 造=166.67cos12.5=162.71米 S 造=166.67sin12.5=36.07米 H 造为造斜段垂深S 造为造斜段产生地位移（4）知道总位移和造斜段所产生地位移,可计算出稳斜段需产生地位移 我们用S 稳表示S 总－S 造=173.11－36.07=137.04m由平均角法计算公式 H ＝Lcosαc S=Lsinαc 我们可推出稳斜段斜深L 稳＝米28.32425sin 04.137sin ==c S α稳斜段垂深H 稳＝89.29325cos 25sin 04.137cos sin =︒∙=∙c c S αα米 （5）根据上地计算可以反推出造斜点＝H 目标点－H 造－H 稳=2730－162.71－293.89=2273.4m 目标点斜深L 目标点＝H 造+L 稳＝2273.4+166.67+324.28=2764.35米 根据以上计算我们可以得到 造斜点2273.4m造斜段2273.4~2440.07m 井斜从0~25° 造斜率4.5°/3° 方位保持253.5° 稳斜段244.07~2273.4m 井斜25°不变 方位保持在253.5°在实钻过程中,我们过程中,我们选择造斜点,往往要留有余地,也就是提前50--100米造斜,在实钻过程中,由于直井段不可能是0度,总是会产生一定位移.有反向有正向.我们都可以根据以上地步骤来重新校正目标点与计算点地总位移和对靶立位,来重新设计造成斜点和名段地参数,只要我们掌握上面这种方法.举一反三,你会发现直增剖面,直增稳降直,直增.增剖面都可以利用上述思路利用计算器来计算推导造斜点及设计剖面.三.方位控制计算方位漂移是客观存在地现实,其中地层走向对方位影响有一定规律.根据地层各向异性原理,井斜方位有着向垂直于地层走向地方向漂移地趋势.如图：在地层倾角小于45°,井斜方位将向上倾(反倾),例如：中原油田某地层倾向110°倾角15°.设计方位为180°.由方位漂移将会增方位,设计方位如果是20°,方位漂移将会出现减方位.造斜工具地装置角在定向井地方位控制中是非常重要地,造斜工具装置角决定了便用这个造斜工具钻出地新井眼是增方位还是减方位或是稳方位.正确地装置角可以决定这个造斜工具造斜率如何分配,即有多少用于改变井斜角,有多少用于改变方位角,关链在于确定好造斜工具地装置角.目前在有线随钻条件下,可以随时了解井府装置角地大小,这就为准确计算在一定装置角下,井斜.方位.变化适用地公式㈠磁性定向法： 1.数学计算磁性定向法它适用于井斜小于8°（随仪器不同有变化）它是利用装置方位角不变把方位,钻出地井眼轴线是一条圆滑地曲线,而这条圆弧曲线乃是空间一斜面上地圆弧曲线,其推导出地公式为cosα2=cosα1·cosγ－sinα ·sinγ·cosw （1） tgΔφ=ωγαγαωγcos sin cos cos sin sin sin ⋅⋅+⋅⋅ （2）sinω=γϕαsin sin sin ∆⋅ （3）sinα=ϕγγγα∆+cos 1sin cos 1sin conwcon （4）tg)sin(sin 2sin 2sin 2sin cos sin 2γαϕϕαγϕγ－－∆∆±∆=w 上式中当增斜按方位时,根号前取负号,减斜扭方位时,根号前取+号当α＝γ时,5式将出现tg=2=w 地不定形式,此时需要按下式计算tg=1cos 2αϕ∆=tg w1-5式为扭方位一般计算公式,它适用于所有情况,在实际工作中有几种常用地特定条件下地扭方位计算公式,若将这些特定条件代入1-5式可得到简化计算公式① 90º扭方位,弯接头初好装置角W 为±90,增方位时用+90,减方位时用－ 90已知：弯接头造斜率为K,扭方位前井斜角α井斜方位角φ,要求方位扭角Δφ计算扭方位井段狗腿度γ,扭完方位后地井斜角α２扭方位井段长度ΔL ,可得到简便公式tg=1sin αγϕtg ±=∆ （6）“+.－”取法及意义如下：当w+90˚时式中取+号 Δφ为正值表示增方位 当w －90˚时式中取－号 Δφ为负值表示减方位 cosα2＝cosα1cosγ （7） tgγ=±tg Δφsinα1 （8）Δφ为正值式中取“+”号 Δφ为负值式中取“－”号 报刊方位井段长度ΔL 可用下式ΔL=Kγ（9） ②稳斜扭方位已知弯接头造斜率K,扭方位前井斜角α1和井斜方位角φ,要求方位扭转角 Δφ,由于稳斜扭方位,扭完方位后α2=α1,φ2=φ1+Δφ计算：弯接头初始装置角ω,扭方位井段地γ,扭方位钻进井段长度ΔL cosγ=cos 2α1+sin 2Δφ （10） cosω=γααγαsin 1sin 1cos cos 1cos - （11）ω=±cos －1［－12φγtg tg］ （12）12式中正负号取法,当需要增立位时即Δφ>0式中取“－”号扭方位井段ΔL 仍按9式计算③全力扭方位即是最大可能发挥造斜工具地能力,最快速度扭方位.已知K.α1.φ.Δφ计算：扭方位井段狗腿角γ,造斜工具装置用ω,扭方位井段长度ΔL ,扭完方位右地井斜角α2 公式 ω＝±cos －1[－1αγtg tg （13） 这就是计算全力扭方位时造斜工具装置用地公式,式中地正负号取法为：需要增方法取“+”,需要减方位取“－”.SinΔφ=1sin sin αγ（14） Sinγ=sinα1sinΔφ （15） Cos α2=γαcos 1cos （16） 扭方位井段长度ΔL 仍可用,9式计算.以上三种特殊情况下地扭方位计算公式,都是保持装置方位角不变扭方位地,下面瘵一例题,对比三种特殊扭方位地区别.例 某定向井已钻至井深1500米,井斜角22º,方位角150º,要求将方位扭至120º,已知,造斜工具地造斜率为K ＝9º/100,试分别按如下扭方位方式计算弯接头装置角及其它参数.(1)要求在增斜情况下钻进150米,完成扭方位 (2)用90º扭方位方式 (3)用稳斜扭方位方式 (4)用主力扭方位方式根据已知条件代入计算公式计算（略去计算过程）现将计算结果列于下表,各种扭方位方式比较由上表可以看出(1)扭方位方式不同,装置角就不同,扭方位井段地长度和狗腿角也不同扭完方位后地井斜角也不相同,这就告诉我们,要根据实钻井限轴线与设计井限轴线地差别情况,正确地选择扭方位方式,不要盲目地一律采用90º扭方位.(2)扭方位段长度,以常规扭方位方式最大（150）米,90º扭方位次之(135.60米),稳斜扭方位再次之（123.67）米,主力扭方位最短(119.95米).当需要在最短井段内完成扭方位要求,可以采用全力扭方位.(3)扭完方位后地井斜角,在稳斜扭方位方式下不变,在常规方式和90扭方位方式下井斜角均是增加地在主力扭方位方式下,井斜角是已减小地可是全力方位之所以扭地最小是花了代价,这个代价你是井斜角地减小.二高边定向法 (1)数学计算法保持装置角不变扭方位,是在我们现场中用多（即用高边扭方位） 它地推导出地数学公式为Δα=γcosω （17）Δφ=lnωααtg tg tg2122(18)或Δφ＝ωααγsin 221sin+ (19)K φ＝Kαωsin sin (20) 注K φ为方位变化率,K 为造斜率我们注意到当ω=90°时,就是90°扭方位；ω=90°时井斜角,α=常数,就是稳斜扭方位,我们可以证明ω=90°就是主力扭方位,（注意,与磁性定向时,90°扭方位地并不是全力扭方位）例1 已知α1=22 φ1=150˚ φ2=120˚ K=9˚/100m 现要求完成钻进150米完成扭方位,求ωt 和α2． Δα＝γcosωSinω=γααϕ21sin(∆+∆利用直接连代法,可以求出ω和Δα． 计算得ω＝－67.56˚ Δα=5.15˚ α2=27.15˚例2 已知条件同上题,现已定ω＝－80,求完成扭方位钻进地开段长度ΔL 及扭完方位后地井斜角α2 将 17—18式稍作变化即得 Δα＝2arctg e [21ln 20αϕtg tg +∆]－α１ ΔL=20cos K ε∆将给定条件代入上式中求出Δα,然后将Δα代入式中求ΔL例计算结果Δα＝2.07 α２＝24.07 ΔL=132.25米例3 已知条件同例1,现限定ω＝－90˚求扭方位井段长度ΔL 及扭方位地井斜角α1 代入20式Kφ=（9/100米）又︒︒-22sin )90sin(＝－24.03˚/100米ΔL=100/03.2430︒-=124.87米当以上三例可看出,对于装置角不变扭方位来说90˚扭方位（也是稳斜扭方位,全力扭方位）地计算最为简单,限定装置角（为－290˚以外地其它任意角度）扭方位计算也不复杂,唯有限定扭方位长度时计算较为复杂需要用造代法计算.B 为圆心,以γ为半径画弧,交OP 线为A 点,并连接AB ； (5)自B 点OP 线作垂线,垂足为C 点； (6)量角∠P AB,即为装置角ω；(7)量AC 长度,换算成角度,即为Δα；并求出α2=α1+Δα值得注意地是,第（3）步作α1角时,也可以在OP 线之下；Δφ为负值时,α1作在OP 线之上.还应注意,第(4)步以γ为半径画O 弧交于OP 线有两个交点,也要注意选择,当需要增斜时,选左边地点为A 点；当需要降斜时,选右边地点为A 点.还应注意,在装置角ω时,要量以OP 线为始终边,顺时针转到AB 线上转过地角度.以上三点注意问题可用图表示.ω1为增斜增方位装置角 ω2为减斜减方位装置角 ω3为减斜增方位装置角 ω4为增斜减方位装置角上图我们还可以用坐标图来表示如下图Ⅰ象限里地角为增斜增方位Ⅱ象限里地角为降斜增方位Ⅲ象限里地角为降斜减方位Ⅳ象限里地角为增斜减方位。
定向井施工中常用计算方法
定向井施工中常用计算方法钻井一公司赵相泽编内部资料。
讲课用，错误难免，请误外传一、定向井剖面专业术语1、井深：井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点的井深，也称该点的测量井深或斜深。
2、垂深：井眼轴线上任一点，到井口所在水平面的距离。
3、水平位移：井眼轨迹上任一点，与井口铅垂线的距离。
也称该点的闭合距。
4、井斜角：井眼轴线上任一点的井眼方向，与通过该点的重力线之间的夹角。
5、最大井斜角：全井井斜角的最大值。
6、方位角：在以井眼轨迹上任一点为原点的平面坐标系中，以通过该点的正北方向为始边，按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上的投影线为终边，其所转过的角度称为该点的方位角。
7、造斜率：在定向井中，开始定向造斜的位置叫造斜点。
通常以开始定向造斜的井深来表示。
8、井斜变化率：单位井段内井斜角的变化值。
通常以两测点间井斜角的变化量与两测点间的井段的长度的比值表示。
9、方位变化率：单位井段内方位角的变化值。
通常以两测点间方位角的变化量与两测点间的井段的长度的比值表示。
10、造斜率：表示造斜工具的造斜能力。
11、全角变化率：在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。
12、增斜率：井斜角随井深增加的井段。
13、稳斜段：井斜角保持不变的井段。
14、降斜段：井斜角随井深增加而逐渐减小的井段。
15、目标点：设计规定的必须钻达的地层位置。
通常以地面井口为坐标原点的空间坐标系的坐标来表示。
16、靶区半径：允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点的水平距离。
17、靶心距：在靶区平面上，实钻井眼轴线与目标点之间的距离。
18、工具面：在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面。
19、反扭角：使用井底马达带弯接头进行定向造斜或扭方位时，动力钻具启动前的工具面与启动后且加压钻进时工具面之间的夹角。
反扭角总是工具面逆时针转动。
20、高边：定向井的井底是一个呈倾斜状态的圆平面，称为井底圆。
井底圆上的最高点称为高边。
定向井固井理论计算
定向井固井理论计算
1、以最大全角变化率△αФ（°/100m）来计算井眼的实际最
小曲率半径R hmin，按此校核套管可能下入的最小曲率半径R cmin，要求
R cmin〈R hmin
井眼曲率半径按下式计算；
R hmin=57.3/△αФ（m）
而全角变化率△E=arcos(cosα1cosα2+sinα1sinα2cosβ) 度式中：α1、α2-上下测点的井的斜角，°
β-上下两测点方位变化绝对值，°
2、套管可能下入的最小曲率半径R cmin用下式计算：]
R cmin=ED套K1K2（2δS）（m）
式中：E-钢材弹性模量（2.1×106）
δS-钢材屈服极限 kg/cm2
D套-套管外径，cm
K1-抗弯安全系数，取1.25；
K2-螺纹应力集中，取1.75
3、计算套管在弯曲井眼中产生的挠度Z0
Z0=5×106qL4sin△E/（384EI）（CM）
式中：△E-最大全角变化
q-套管单位长度重量，kg/m
L-扶正器之间的间距，m
I-套管横截面惯性矩，I=π（D套4-d4）/64 ，cm3，
为保证套管顺利下入，应使：D套+2Z0〈井眼直径
套管允许的最大下压力F允（略）该项限制套管下压力防止3、
套管丝扣损坏。
定向井基本知识及防碰
定向(扭方位)的计算公式
预定(目标)工具面:定向扭方位前,一定要通过预算轨迹, 预定(目标)工具面:定向扭方位前,一定要通过预算轨迹,首先得出 一个预定要把螺杆摆到的工具面,称之为目标工具面,记作φ 一个预定要把螺杆摆到的工具面,称之为目标工具面,记作 预. 例如,某井设计方位 磁偏角- 例如,某井设计方位130°,井斜 ° 井斜1.5 °,磁偏角-1.633°(或称西偏 ° 1.633 ° ).但根据直井段的井斜方位形成的位移影响,结合本区块的地 ).但根据直井段的井斜方位形成的位超前(或滞后),定向到135 °比较合 ),定向到 层规律和控制经验,考虑定向后的超前(或滞后),定向到 这个定向的φ 适.这个定向的 预= 135° ° 需要稳斜降方位, 90° 再如,某井井斜25 再如,某井井斜25 °,需要稳斜降方位,则φ预= L 90° 注意:井斜 用磁工具面定向,工具面直接摆到预定方位. 注意:井斜<6 °,用磁工具面定向,工具面直接摆到预定方位. 井斜>6 用重力工具面, 井斜 °,用重力工具面,尽量使用扭方位施工,按照井斜和方位情 用重力工具面 尽量使用扭方位施工, 况确定工具面的左右偏角度. 况确定工具面的左右偏角度. 0°
定 向 井
长曲率半径: ° 长曲率半径:6° /30m 中曲率半径:6° ~20° /30m 中曲率半径: ° ° 水平井: 水平井 中短曲率半径: ° 中短曲率半径:1° ~20° /30m ° 短曲率半径: ° 短曲率半径:1° ~10°/m ° 径向水平井: ∝ 径向水平井:k=∝ 丛式井:在一个井场内有计划地钻出两口或两口以上的定向井组, 丛式井:在一个井场内有计划地钻出两口或两口以上的定向井组,其中 可含1口直井 口直井. 可含 口直井. 多底井(分支井) 一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井. 多底井(分支井):一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井.
(完整word版)钻井常用计算公式
第四节 钻井常用计算公式一、井架基础的计算公式（一）基础面上的压力P 基= 式中：P 基——基础面上的压力，MPa ；n ——动负荷系数（一般取1.25~1.40）；Q O ——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ；Q B ——井架重量，t ；（二）土地面上的压力P 地=P 基+W式中：P 地——土地面上的压力，MPa;P 基——基础面上的压力，MPa;W ——基础重量，t （常略不计）。
（三）基础尺寸1、顶面积F 1= 式中：F 1——基础顶面积，cm2；B 1——混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa)2、底面积F 2= 式中：F 2——基础底面积，cm 2；B 2——土地抗压强度，MPa ；P 地——土地面上的压力，MPa 。
3、基础高度式中：H ——基础高度，m ；F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm 2；P 基——基础面上的压力，MPa ；B 3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm 2=0.351MPa ）。
（二）混凝土体积配合比用料计算1、计算公式 nQ O +QB 4P 基B 1P 地B 2配合比为1∶m∶n=水泥∶砂子∶卵石。
根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下：2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。
表1-69混凝土常用体积配合比及用料量混凝土用途体积配合比每立方米混凝土每立方米砂子每立方米石子每1000公斤水尼水泥kg砂子m3石子m3水泥kg石子m3混凝土m3水泥kg砂子m3混凝土m3砂子m3石子m3混凝土m31.坚硬土壤上的井架脚，小基墩井架脚，基墩的上部分。
1∶2∶4335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.992.厚而大的突出基墩。
1∶2.5∶5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.633.支承台、浇灌坑穴及其他。
定向井基本知识及防碰知识1
定向井钻具组合的选择
遵循先繁后简、先大后小的原则。 第一增斜段要求下入较大尺寸的扶正器，以 利下部井段钻具组合有较多的选择。 无论是双扶增斜、双扶稳斜钻具组合，第一 扶正器尺寸足够才能达到较好的效果。 双扶稳斜时，无磁钻铤外径偏小可倒一根较 粗钻铤，达到良好的稳斜稳方位效果。
造斜点选择考虑因素
定+方=转
±180°
+9ห้องสมุดไป่ตู้°
- 90°
+90°
谨记： 以下量上
转盘0°标记
- 90°
顺正逆负
转角
0°
定向（扭方位）的计算公式
预定（目标）工具面：定向扭方位前，一定要通过预算轨迹，首先得出 一个预定要把螺杆摆到的工具面，称之为目标工具面，记作φ预。 例如，某井设计方位130°，井斜1.5 °，磁偏角－1.633°（或称西偏 1.633 ° ）。但根据直井段的井斜方位形成的位移影响，结合本区块的地 层规律和控制经验，考虑定向后的超前（或滞后），定向到135 °比较合 适。这个定向的φ预= 135° 再如，某井井斜25 °，需要稳斜降方位，则φ预= L 90°
大斜度井：最大井斜角在60° ~80°范围内的定向井
水平井：最大井斜角大于或等于86° ，并保持这种井斜角钻完一定长度 段的井。
定 向 井
长曲率半径：6° /30m 中曲率半径：6° ~20° /30m 水平井: 中短曲率半径：1° ~20° /30m 短曲率半径：1° ~10°/m
径向水平井：k=∝
5)工具面角（βｔ）：造 斜工具下到井底以后，工 具面所在的角度。
磁工具面角为以正北方向线为 始边，顺时针转到工具面与井底 圆平面的交线在水平面上的投影 线所转过的角度。
钻井常用计算公式
第四节 钻井常用计算公式一、井架基础的计算公式（一）基础面上的压力P 基= 式中：P 基——基础面上的压力，MPa ；n ——动负荷系数（一般取1.25~1.40）；Q O ——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ；Q B ——井架重量，t ；（二）土地面上的压力P 地=P 基+W式中：P 地——土地面上的压力，MPa;P 基——基础面上的压力，MPa;W ——基础重量，t （常略不计）。
（三）基础尺寸1、顶面积F 1= 式中：F 1——基础顶面积，cm2；B 1——混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa)2、底面积F 2= 式中：F 2——基础底面积，cm 2；B 2——土地抗压强度，MPa ；P 地——土地面上的压力，MPa 。
3、基础高度式中：H ——基础高度，m ；F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm 2；P 基——基础面上的压力，MPa ；B 3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm 2=0.351MPa ）。
nQ O +QB4P 基B P 地B（二）混凝土体积配合比用料计算1、计算公式配合比为1∶m∶n=水泥∶砂子∶卵石。
根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下：2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。
混凝土用途体积配合比每立方米混凝土每立方米砂子每立方米石子每1000公斤水尼水泥kg砂子m3石子m3水泥kg石子m3混凝土m3水泥kg砂子m3混凝土m3砂子m3石子m3混凝土m3 1.坚硬土壤上的井架脚，小基墩井架脚，基墩的上部分。
1∶2∶4335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.992.厚而大的突出基墩。
1∶2.5∶5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.633.支承台、浇灌坑穴及其他。
1∶3∶6 234 0.46 0.93 504 2 2.15 253 0.5 1.08 2.0 4.0 4.274.承受很大负荷和冲击力的小基墩。
定向井测斜计算解析课件
用手算进行测斜计算时，要使用校正平均角 法。
测斜计算方法—最小曲率法
假设两测点间的井段是一段平面上的 圆弧，圆弧在两端点处与上下二测点 处的井眼方向相切。
测段是一段圆弧，那么它的水平投影 图和垂直剖面图一般来说不是圆弧。
D
L
( c os1
cos2 )tg
2
S ,
L
(sin1
sin2 )tg
2
N
L
(sin1
c os1
s in 2
cos2 )tg
2
E
L
(sin1
sin 1
s in 2
sin 2 )tg
2
对于需要计算水平投影长度的， 可用如
下近似公式：
S S ,
2sin( / 2)
测斜计算方法—斜面圆弧法
1973年，美国人首先提出圆弧法，并推导出了计算公式。 可是这套计算公式太复杂了，计算一个测点需要15个步 骤的运算，而且公式中尚有错误之处。 1976年，美国又有人提出最小曲率法，其假设与圆弧法 完全相同。但在推导公式时采取了完全不同的思路，得 出了一套相当简单的计算公式，并得到了较广泛的应用。 石油大学（华东）韩志勇教授系统地推导了圆弧法公式， 改正了原作者公式的错误，将方法定名为“斜面圆弧 法”。 斜面圆弧法虽然没有在测斜计算中广泛应用，但推导的 有关关系式，在定向井的其他方面，得到深入地应用。
– 由于圆柱螺线法概念清晰、 明确，而且推导出的公式 的表达形式也比较好。
– 圆柱螺线法的公式表达形 式与曲率半径法不同，但 公式实质上是相同的。
测斜计算方法 曲率半径法计算公式