【石油天然气行业标准(SY)】 定向井轨道设计与轨迹计算

备案号：11559—2003
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5435-2003
中文/English
代替SYT5435--2000，SY/T6090—94定向井轨道设计与轨迹计算
Welpath design & trajectory ealcnladiod for dlirectional drhling2003-03-18发布
国家经济翼易委员会
21H)3-08-01实施
■范臣
2术语和定义
3数的衍号
软造设计原剩及设计条性
4.1轨道设计原购
4.2轨道设计象件
执道设计方法·.
基本换算关系
设计模型
约束方程
输出格式
二维典型轨造设计
关链参数的计算
悦适节点整据的计算
6.3道分点数据的计算
三维绕障轨道设计
水半投改计
重部面设计
较适价点效据的！算
井服曲率校梦
轨道分点效粘的计算
轭速引
创段效的计算
测点数据的计算
人杞教的计算
输出格式
附录A（规范性泵）
梦数的符号
附录B（规范性附录）
附求C（规范性随来）
图心2
轨道设及轨迹计算输出格式
国柱燃线模型
啊驱模型
三段制执道
打段制轨道www.bzxz.net
双塔劲道
SY/T 435—2003
SY/T S435—2003
三维懿障抛适的水平技影
图C.8机速图
在 A.1 参数的符号
下标说明
X×并轨道设让据表
X共轨遵计算数据表
中配教据表
SY/T5435-2003
本标准代替SY/门5435：200定向片轨道设证与轴值尝图称SY/T6090—9水平并二维物道设计方法。
本标准对SYT5435—2000和SY/609[94选行下整合修计，主要变化如下：对部分术语和定义进行了接订；增如了定向开二维轨道设川方法：-轨迹计算方法规定为最小曲率法和國正蝶线法，本标准的附求A，附求、附求C为规范性附录，本标准石油针井工程专业标准化委员会提此并归。本标准起草单位：胜利石油局钻井工程改术公司：际催主要起草人：刘汝山、周跃云、刘够善、韩志勇、胡文李小性、陈堆荣、邱维清、位芹
本标准所代替标准的历次版水发布慎情况为：-3Y/T5435—2000;
SYT 609094.
本标准以中文和英文两种文字出版，当英文与义两种版术有陵义对，以中文版本为准，1范田
定向井轨道设计与轨迹计算
本标准制定了定向件一维利三维就道设计与轨迹计算，木标雄适用石天然气钻井的二维和维定向井航道设计与轨迹计算，2术语和定义
上列术语和定义适用于本你程。2.1
wellpath
议计的共取轴线：
Fweltrajeciory
实钻的井眼轴线：
二维定向井tw-dimenslonaldirectlanalwell设计轨道负同一沿需平前内的定间井。2.4
三维定向井three-dimenkikenldirectinnalwell设计轨道不在同--偕乘平面内的楚向并。2.5
绕障定向井30detonringohstacleswell统过案碍物钻达日标点的定向非。2.6
艳区ararc
要求就迹在H的层中的控制范用。2.7
hrizontal urvilincar lergth
水平按影长度
折实在水半面上投能的曲绒长度，2.8
节点keypotnt
设计轨道上不回并段的分界点。2.9
分点Inlerpalatepndnt
拍部节点间的计算点。
三段制轨造\!”-tye welpath
自1：至靶点，依次为直并段，增斜段，德科段的轨进。2.11
SY/T5435—2003
SY/T 5435-2003
双增轨造Goubdelyusld-uptypenellparur有两个增斜没且两改之间实有一德斜段的就道：2.12
五段制轨道“g\-typewellputh自主口至靶点，依次为点卡段、增斜段、稳斜段、降斜段、稳斜股的扰道、1.13
闭合方位角closure azinath
并眼轨道或执速上桌点相对丁儿口的方位角。2.14
vertkcalsection
规平移
水平位转代设计为位线所在铅垂面上的投影：2.15
入靶点 eniry pnint
实站轨邀与靶区的变点，
3参整的符号
轨道设计与钮迹证算参教的符号及下标说明见附录：轨道设计原则及设计条件
4.1轨道设计原荆
就道设计应遵循以下原刚：
满足探川发的要求：
满是下片管样盘度的要求；
选择形状简单，身随工的轨道；改计多数的选均，应考虑制地遗构造和工县特性等因意的影响，4.2轨道设计条件
蛇质设计给定的并与坐标利冬靶点坐标、以及对轨道设计的要求。5轨道设计方法
5.1 基本换算关系
5.1.1N,和F，G,和9.之间的换算C -VN+
Lune, =
5.1.2西求与典率半爸之间的换算：5.1.3对于一维款造较片，S\C
使用直井结机时，造斜点以上设计成止首并致：使用斜井钻机时，\，[，主要参数间的关系为：
D, -L,wse.
5.2设计模型
5.2,1二维设计构案
S,= t,sinan
SY/T54352003
一端轨道设计模型主要有直线模型和网随模型，也可以来用差链线等弯西求模型。5.2.1.1直线模型
轨道在设计沿垂询内次一稳料段，主要计算公式为：
a, = -(xs
AS, =Af.e'nur.
5.2.1.2圆弧模型
暂过代设计铅垂面内为一回频段，主署计算公式为：0, = 4-1 + 18 x
AD, - R,(sina:: Binti-1)
AS: - R,(oosa/ +- cna,)
5.2.2三维设计楼型
三科轨道设计模型生要有宜绒模型、圆耗操线模型和圆模型：5.2.2.1直线榜需
道为一改直：见附求图。主要计算公式为：, - ;ai--
AN, - Al,siaa: tapr-1
AE,-ALsinaiianet
5.2.2.2圆柱爆线模型
执道在垂直图知
公式为：
tt中:
国感精为清数，见附录C图C.2。七要计算Rv.(eina, -sinu,-,)
N, = RHr(sind,sint-t)
aE,. R(od+s)
2,=-#+190x
Ryiusa
+2*1+ 180x
在小用中，应考感戴长比种待群惜说：n
) 当 k;=[和H=0附,3D),AV, 析AE,获式(14) -式(16) 让,b)当:=和时：
AD,L,aa,
AL.winai-
Φ = Φ[ 180 ×
AN 和AE,按式(18) -·式(19)计算当和;
aN, = Rv;fcosa,-1 - osa, kusp, (17)
（18)
（24)
SY/T 5435-2003
D:按式（17）计算。
5.2.2.3图弧模型
AE;-Rvi(opaar -xme, airs.-
轨道为一而顾，即节数，见附录图（3、丰要儿第公式A, e,cai-rinaijecor-
AN, = ,tcc2: 1cos3; 1cau 1 ~ sin,-jsirw,-:) + 6;gina;-ic;-iAE, = s,(cosae-[sind,-su,- + xusd, Isintw. :) + s:sina; sig, 中：
; = R,(1 - pose))
t, R,sire:
E: - 1B0 × SL:
5.3约束方利
设计的轨道可以是上述模型所措述并良的组合5.3.1二维设计
5.3.2三维设计
5.4输出措式
an,-D,-Da
= N,- N.
= D,- D。
5.4.1执过设计汁销结果接附录H表H.1的格式抑司或亲写，9.4.2按附录丧B.1的鑫数绘制设计轨道的垂直投影图利水平投影图。石二鐘典型轨道设计
三段制软琪、五段制物道和双增教道图示见附录图L.4、（.5和图（..66,1关键替数的计毒
R、S.时：
对于一段制新道：
n号-Dis-R
AL=VDS?R
D。 = D, - , f Kising.
S, = S, - S, Rgccea,
（26)
...(27)
·{34]
·[35]
对十双增轨道：
. - R.
D, =D, -D,-ADu +Rsina,-RsinatS. = S. - S, - ASdr - Rroa. + R2oshR.- R, - R2
对于正段制轨道，计算公式同式（44）-式（46），低R，取负值其中，段制款道和效增轨道的D，S，和的计算公式为：A = .052,
AS -Alasine-
AD = ALμcosa:
Asr = Alusinar
6.2轨道节点数据的计算
6.2,1第一增料段势点
I.h = fa - ×*Ri(ax - )
D = a R,tsineb -- sinan)
StS, + Rfoxsu, - csu)
6.2.2第二增斜段或降斜段始点
L - L +aLw
D, = Dp I ALwcoenb
S, - S, +ar_inmh
0.2.3、第二增斜是或降斜般续点Ta = L. +10× Rz(a, - a)
Dy = D,+ R,fsinai - sinar)
S+ = 3 1 Rz(cosal c0at)
6,2.4靶点
L = Ld ad
6.2.5轨道续点
(.3轨道分点数据的计算
LI= L. +ALd
D(- D,+ AD:
S+ = S+ +ASr
6.3.1从造料点开始，以井深为自变量，选定步，算出分点缴据6.3.2井斜角，垂深，水平位移的计算，）第一增斜段：
稳斜段：
D D, F Ri(suna, -gina,)
S, = S, Kitcoaaa cosa!
a, = ab
SY/T 5435—2003
· (45)
（46)
--(47)
--(49)
·(51)
·(52)
· (6)
·[61]
（62)
·(67)
SY/T5435—2003
e）第一培斜段降筹段
）靶开段：
）以下：
6.3.3N坠标和E坐标：
7三雄绕障轨道设计
7.1水平投彩设计
7.1.1换算关系
7.1.2绝障必要性判断
D, = Dr - (L, - LJaal
S) = Sb I (LyL)sinab
= 0 + 180 × L- 12)
D, = D, + Rthina, - sine.!
., =Se1 kfnas(eea)
e = n:
D:-D +(Ey-Lhonau
S, = Sy + (Lr - Lalsinat
L= D+(LLcosat
S, - S+ + (I, - I.,)sin)
NSjusOn
F, = S,ainey
·(74)
（80）
（823
如附录图C.7所示，如果将EOV坐标系川点顺时旅转&角度，恢N轴通过标点！而建立新的坐标系XOY，则：
J-g = Cgms(8g - 4,)
= Cuam(8, - 9 )
如果4 = sgnyg) n
了.1.4初婚方位角
了.1.5 方位扭转角
D. -/ + S2 - 2R.S
-1,左施烧体设计
「11,右放-降设计
当2Ra - .
（65)
其中：
7.1.石节点的水平投影长度
7.2垂直部面设计
Le = Croas(So)Cgce( g - o)
C, sife, -- qu)
Sp - Crcoe(d, ~u)
Su - Sp+ 10 ×xRgA?
S = Se I/ + 2Rg5
直剖向的设均法与一牌定向并制填设计相同7.3热道节点数摄的计算
7.3.1垂互部面上节点梦数的计算6.2,
7.3.2水平按影上节点数的计算
当 SpS.时:
当 5,Le - Lo I 150 ×nRI(an-at)
De - , + R,(sinar sina.)
当 5<5p5,日
当S3时
其中：
9 5p> S时:
Sp- Sh
XTR(a-a)
.Dy I,+ R2(gian \ sinap)
Lp - L, + -
+p- Sa
Dp = 2 +
节点Q的参数计算方法与节点P树高，见式（92）式（103)。Sy/5435—2003
（93)
（95)
（98)
·（103)
SY/T 5435—2003
7.4井眼曲率校核
* - y x, +- sin1n
当x大于并眼曲的限定值时：成增大统障半径R，，重度上述设计过程。7.5轨道分点数据的计算
7.5.1并斜角、坚深、水平抵影长的计师方法见养.3.2.7.5.2开斜方位角、W坐标和E半标的算见式（105）一式（113)当 SSr时:
N, - S,cao,
上, = Sijkint,
当 Sd, = p 1 -
N; = Np + qRgsing, - sin)
E, = Ep + uR,(coag, - cogd,)当 S.>时:
N, = No +tS, - Sqens
E, = Eo +(S. - Suaing
8轨迹计算
8.1规定
对轨迹计算作以下规定：
测点自1.而下销号，=1，2，3，…（
-（107)
（109)
-(113)
测是白上血下缩号，“、2，3，。第主个测受指策一1个测点与第，个测点之间的，
计！1为让算始点，直升钻机α=0，中。=：斜并钻机等于钻机导斜角，等于钻机导斜方位角。
并斜方位角应进行髓偏而及子级收敏角校正，当测点的井斜角为孕时，该测点并斜方位角的政值与流测段另，泌点的并料方惊角相等。当1180，,-当>180时，--（
d:1 ×360,
当中，一中，小=180时，2的正筑号按上视段位变化趋势选取。8.2引股整据的计算
8.2.1段长和平均并眼曲率
AL, = L, L-1
0 ×
其中：
8.2.2坐标增量
%.2.2.1册小曲率法
t = co3 \Lco8a:-10osarsina, 1ina;0os(d-;-t):(114)
-(116)
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