水平井钻头前进方向的预测方法、控制方法及其控制系统

摘要

一种近海水平井钻进钻头前进方向的预测、控制方法以及控制系统，主要根据钻井的设计参数和测量的井眼轨迹参数，形成虚拟的钻井工程实际工况；将所形成的虚拟钻柱分为多个单元，该单元的两端为结点；根据非线性有限元方法确定钻柱的整体结点力向量和整体结点位移向量；确定虚拟钻柱各结点与虚拟井壁的实接触点；根据钻头处的轴向力及侧向力确定钻头未来的钻进方向；将有关钻头未来的钻进方向的数据与原来井眼轨迹设计数据进行比较，根据比较结果向近钻头稳定器发出指令，从而能够修正钻头钻进方向，以保障钻头按原来设计轨迹钻进。

主权项

1.一种近海水平井钻进钻头前进方向的预测方法，包括以下步骤：输入钻井的设计参数，包括钻柱总长度，全井井深，井眼直径，钻柱内径，钻柱外径，套管内径，套管外径，钻柱与井壁之间的摩擦系数列阵，钻柱与井壁各接触点的实际作用半径，钻井液密度；测量井眼轨迹参数，包括井眼轨迹各点的井深、井斜角、方位角；利用上述设计参数和测量的井眼轨迹参数形成虚拟的钻井工程实际工况；将所形成的钻柱分为多个单元，该单元的两端为结点；根据非线性有限元方法确定钻柱的整体结点力向量和整体结点位移向量，并确定钻柱各结点与井壁的实接触点；根据钻头处的轴向力及侧向力确定钻头未来的钻进方向。