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摘要
基于恒工具面角模型的水平井轨道设计缺乏完整性和适用性,且求解过程相当复杂。文中提出一种基于恒工具面角的轨道设计模型及求解算法。通过坐标旋转,将水平井轨道类型转换为2种基本类型,针对"直—增—扭—稳—增—平"六段制典型轨道,从其基本公式和A靶点约束方程出发,建立了初始方位角模型。大量数据计算结果显示,其函数是求解区间上的一元非线性单调函数,可用二分法、黄金分割法及Fibonacci法等一维搜索法计算,并给出了求解算法,具有直观简明、数值计算稳定可靠、无需设初始值等优点。根据初始方位角得到造斜率和工具面角,进而计算出其他全部轨道参数,从而完成三维水平井轨道设计。钻井实例表明,轨道模型、设计方法及算法是正确、合理和可行的,同时也验证了恒工具面角设计模型的优越性。
