HO2演算法

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第一節 定向井井身參數和測斜計算

一．定向井的剖面類型及其應用

定向鑽井就是「使井眼按預定方向偏斜，鑽達地下預定目標的一門科學技術」。定向鑽井的應用范圍很廣，可歸納如圖9－l所示。

定向井的剖面類型共有十多種，但是，大多數常規定向井的剖面是三種基本剖面類型，見圖9－2，稱為「J」型、「S」型和連續增斜型。按井斜角的大小范圍定向井又可分為：

常規定向井井斜角＜55°

大斜度井井斜角55～85°

水平井井斜角＞85°（有水平延伸段）

二．定向井井身參數

實際鑽井的定向井井眼軸線是一條空間曲線。鑽進一定的井段後，要進行測斜，被測的點叫測點。兩個測點之間的距離稱為測段長度。每個測點的基本參數有三項：井斜角、方位角和井深，這三項稱為井身基本參數，也叫井身三要素。

1．測量井深：指井口至測點間的井眼實際長度。

2．井斜角：測點處的井眼方向線與重力線之間的夾角。

3．方位角：以正北方向線為始邊，順時針旋轉至方位線所轉過的角度，該方向線是指在水平面上，方位角可在0—360°之間變化。

目前，廣泛使用的各種磁力測斜儀測得的方位值是以地球磁北方位線為準的，稱為磁方位角。磁北方向線與正北方向線之間有一個夾角，稱磁偏角，磁偏角有東、西之分，稱為東或西磁偏角，真方位的計算式如下：

真方位＝磁方位角十東磁偏角

或 真方位＝磁方位角一西磁偏角

公式可概括為「東加西減」四個字。

方位角也有以象限表示的，以南（S）北（N）方向向東（E）西（W）方向的偏斜表示，如N10°E，S20°W。在進行磁方位校正時，必須注意磁偏角在各個象限里是「加上」還是「減去」，如圖 9－3所示。

4．造斜點：從垂直井段開始傾斜的起點。

5．垂直井深：通過井眼軌跡上某點的水平面到井口的距離。

6．閉合距和閉合方位

（l）閉合距：指水平投影面上測點到井口的距離，通常指靶點或井底的位移，而其他測點的閉合距離可稱為水平位移。

（2）閉合方位：指水平投影響圖上，從正北方向順時針轉至測點與井口連線之間的夾角。

7．井斜變化率和方位變化率：井斜變化率是指單位長度內的井斜角度變化情況，方位變化率是指單位長度內的方位角變化情況，均以度／100米來表示（也可使用度／30米或度／100英尺等）。

8．方位提前角（或導角）：預計造斜時方位線與靶點方向線之間的夾角。

三．狗腿嚴重度

狗腿嚴重是用來測量井眼彎曲程度或變化快慢的參數（以度／100英尺表示）。可用解析法、圖解法、查表法、尺演算法等來計算狗腿嚴重度k。

1．第一套公式

2．第二套公式

cosγ＝cosa1cosa2＋sina1sina2 cosΔj………………………………………（9－3）

本式是由魯賓斯基推導出來的，使用非常普遍。美國人按上式計算出不同的a1、a2和Δj值下的狗腿角γ值，並列成表格，形成了查表法。

3．第三套公式

γ——兩測點間的狗腿角。

若將三套公式作比較，第一套公式具有普遍性，適合於多種形狀的井眼，第二套只適用於平面曲線的井眼（即二維井型），第三套是近似公式，用於井斜和方位變化較小的情況。

四．測斜計算的主要方法

測斜計算的方法可分為兩大類二十多種。一類是把井眼軸線視為由很多直線段組成，另一類則視其為不同曲率半徑的圓弧組成。計算方法多種多樣，測段形狀不可確定。主要的計算方法有正切法、平衡正切法、平均角法、曲率半徑法、最小曲率法、弦步法和麥庫立法。從計算精度來講，最高的是曲率半徑法和最小曲率法，其次是平均角法。以下各圖和計算公式中下角符號1、2分別代表上測和下測點。

1．平均角法（角平均法）

此法認為兩測點間的測段為一條直線，該直線的方向為上下兩測點處井眼方向的矢量和方向。

測段計算公式：

2．平衡正切法

此法假定二測點間的井段為兩段各等於測段長度一半的直線構成的折線，它們的方向分別與上、下兩測點處的井眼方向一致。

如圖9－6，計算式為：

3．曲率半徑法（圓柱螺線法）

此法假設兩測點間的測段是條等變螺旋角的圓柱螺線，螺線在兩端點處與上、下二測點處的井眼方向相切。

如圖9－7，測段的計算公式有三種表達形式。

（1）第一種表達形式

（9－13）～（9－16）式中：

這四個公式是最常用的計算公式：

（3）第三種表達形式

（4）曲率半徑法的特殊情況處理

③第三種特殊情況，α1≠α2，且其中之一等於零。此時，按二測點方位角相等來處理，然後代入第二種特殊情況的計算式中。

4．最小曲率法

最小曲率法假設兩測點間的井段是一段平面的圓弧，圓弧在兩端點處與上下二測點處的井眼方向線相切。測段計算如圖9－8。

測段計算公式如下：

令fM＝（2/γ）×tg（γ/2），fM是個大於1但很接近1的值。在狗腿角γ足夠小的情況下，可近似認為fM＝1，這時上述四個計算公式就完全變成平衡正切法的公式了，它是對平衡正切法公式的校正。

ΔS′是切線1M和M2在水平面上的投影之和，即ΔS′＝1′M′＋ M′2′。ΔS′並不是測段的水平投影長度ΔS。要作出井身垂直剖面圖，需要求出ΔS，而最小曲率法卻求不出ΔS，這是最小曲率法的缺點。為了作出垂直剖面圖，可用下式近似地求出ΔS′：

……………………………………………………（9－39）

第二節 定向井剖面設計

在開鑽前認真進行設計，可以大大節約定向鑽井的成本。影響井眼軌跡的因素很多，其中一些因素很難進行估算（如在某些地層中的方位漂移情況等）。因此，在同一地區得到的鑽井經驗很重要，這些經驗可以在其他井設計過程中起重要的參考作用。

一．設計資料

要進行一口定向井的軌道設計工作，作業者至少應提供靶點的垂深、水平位移和方位角，或提供井口與靶點的座標位置，通過座標換算，計算出方位角和水平位移。此外，定向井工程師還要收集下列資料：

1．作業區域和地理位置。通過作業區域，通常可以找到該地區已完井的鑽井作業資料（野貓井除外），並對地層情況、方位漂移有一定的了解，根據地理位置，可以計算或查得到地磁偏角。

2．地質設計書和井身結構。了解有關地層壓力、地溫梯度、地層傾角、走向、岩性、斷層，可能遇到的復雜情況，以及油藏工程師的特殊要求等。

3．作業者對造斜點、造斜率、增（降）斜率的要求，以及安全圓柱、最大井斜等井身質量的要求。

4．了解鑽井承包商的情況，如泥漿泵性能，井下鑽具組合各組件的基本情況等。

二．設計原則

1．能實現鑽定向井的目的

定向井設計首先要保證實現鑽井目的，這是定向井設計的基本原則。設計人員應根據不同的鑽探目的對設計井的井身剖面類型、井身結構、鑽井液類型、完井方法等進行合理設計，以利於安全、優質、快速鑽井。

如救險井的鑽井目的是制服井噴和滅火，保護油、氣資源。因此，救險井的設計應充分體現其目的：一是靶點的層位選擇合理。二是靶區半徑小（小於10米），中靶要求高；三是盡可能選擇簡單的剖面類型，以減小井眼軌跡控制和施工難度，加快鑽井速度。四是井身結構、井控措施等應滿足要求。

2．盡可能利用方位的自然漂移規律在使用牙輪鑽頭鑽進時，方位角的變化往往有向右增加的趨勢，稱為右手漂移規律。如圖9－9所示，靶點為T，設計方位角為j′。若按j′定向鑽進，則會鑽達T′點，只有按照j角方向鑽進，才會鑽達目標點T。Δj角稱為提前角，提前角的大小，要根據地區的實鑽資料，統計出方位漂移率來確定，我國海上開發井一般取2～7度。

目前流行的PDC鑽頭（如RC426型等），對方位右漂具有較好的抑制效果。在地

層傾角小、岩性穩定時，PDC鑽頭具有方位左漂的趨勢，這主要是由於PDC鑽頭的切削方式造成的。因此，要使用PDC鑽頭鑽進的定向井，提前角要適當地小一點。

3．根據油田的構造特徵，有利於提高油氣產量，提高投資效益。

4．有利於安全、優質和快速鑽井，滿足採油和修井的作業要求。

三．剖面設計中應考慮的問題

1．選擇合適的井眼曲率

井眼曲率不宜過小，這是因為井眼曲率限制太小會增加動力鑽具造斜井段、扭方位井段和增（降）斜井段的井眼長度，從而增大了井眼軌跡控制的工作量，影響鑽井速度。

井眼曲率也不宜過大，否則鑽具偏磨嚴重、摩阻力增大和起下鑽困難，也容易造成鍵槽卡鑽，還會給其他作業（如電測、固井以及採油和修井等）造成困難。因此，在定向井中應控制井眼曲率的最大值，我國海上定向井一般取7～16°／100米，最大不超過20°／100米。不同的井段要選用不同的井眼曲率，具體如下：

井下動力鑽具造斜的井眼曲率取：7～16°／100米。

轉盤鑽增斜的增斜率取：7～12°／100米。

轉盤鑽降斜的降斜率取：3～8°／100米。

井下動力鑽具扭方位的井眼曲率取：7～14°／100米。

導向馬達調方位或增斜的井眼曲率取：5～12°／100米。

說明：隨著中曲率大斜度井和水平井的迅速發展，對普通定向井的井眼曲率（或狗腿嚴重度）的限制越來越少，API標准中已不再規定常規定向井的狗腿嚴重度。

為了保證起下鑽順利和套管安全，必須對設計剖面的井眼曲率進行校核，以限制最大井眼曲率的數值。井下動力鑽具造斜和扭方位井段的井眼曲率Km應滿足下式：

Dc――套管外徑，厘米。

2．井眼尺寸

目前常規的定向井工具能滿足152～445毫米（6～171/2英寸）井眼的定向鑽井要求，一般地說，大尺寸井眼比較容易控制軌跡，但由於鑽鋌的尺寸也較大，形成彎曲所需的鑽壓較大，小井眼要使用更小、更柔的鑽具，而且地層因素對軌跡的影響也較大。因此小井眼的軌跡控制更困難一些。

在常規的井眼尺寸中，大多數定向井可採用直井的套管程序。如果實鑽井眼軌跡較光滑，沒有較大的狗腿，那麼即使在大井斜井段，也能較順利地進行下套管作業。當然，在斜井段，應在套管上加扶正器以支撐套管，避免在下套管過程中發生壓差卡鑽，同時提高固井質量。另外，在大斜度井段，可根據井段長度和作業時間，決定是否使用厚壁套管。

3．鑽井液設計：

（1）定向井鑽井液設計十分重要，鑽井液應有足夠的攜砂能力和潤滑性，以減少卡鑽的機會；

（2）鑽井液性能控制對減少定向井鑽柱拉伸與扭矩也很重要；

（3）鑽井液中應加潤滑劑，鑽井液密度與粘度必須隨時控制。

（4）如果用水基鑽井液，那麼在正常壓力井段，應使用高排量和低固相含量的鑽井液，這樣有利於清潔井眼；

（5）水基鑽井液應具有良好的潤滑性能，以減少鑽具摩阻和壓差卡鑽；然而在海上鑽井，一定要避免污染問題。

（6）如果有異常高壓井段要求鑽井液密度達到1.45克／厘米3或更高，那麼應考慮在鑽開該高壓地層前下一層保護套管，以封固所有正常壓力井段。

4．造斜點的選擇

造斜點的選擇要適當淺些，但是在極淺的地層中造斜時，容易形成大井眼。同時，由於地層很軟，造斜完成後下入穩斜鑽具時，要特別小心，以免出現新井眼，尤其是在穩斜鑽具剛度大或造斜率較高時。通常地說，淺層造斜比深層造斜容易一些，因為深層地層往往膠結良好，機械鑽速低，需花費較長的造斜時間。

另外，造斜點通常選在前一層套管鞋以下30～50米處，以免損壞套管鞋，同時減少水泥掉塊產生卡鑽的可能性。

在深層地層造斜時，應盡量在大段砂層中造斜，因為砂層的井眼穩定，鑽速較快，而頁岩段較易受到沖蝕，鑽速較低，而且在以後長時間鑽井作業，容易在造斜段形成鍵槽而可能導致卡鑽。

5．靶區形狀和范圍

靶區形狀與范圍通常由地質構造、產層位置決定，並考慮油田油井的分布情況，靶區大小是由作業者確定的。通常認為，鞍區范圍不能定得太小，很小的靶區范圍不僅會增加作業成本，同時也會增加調整方位的次數，造成井眼軌跡不平滑，增加轉盤扭矩，同時也增加產生健槽卡鑽的可能性。

通常，靶區形狀為圓形（嚴格地講，應該是球形）。淺井和水平位移小的定向井，其靶區范圍小一些，一般靶區半徑30～50米，而深井和水平位移大的井，靶區范圍可以適當地大一些，一般靶區半徑為50～70米。

6．造斜率和降斜率選擇

常規定向井的造斜率為7～14°／100米，如果需要在淺層造斜並獲得較大的水平位移，造斜率可提高到14～16°／100米。但是，淺層的高造斜率容易出現新井眼，也容易對套管產生較大的磨損。因此，淺層造斜通常選擇較低的造斜率，而深層造斜（1000米～2000米）可選擇較高的造斜率。

對於「S」型井眼，通常把降斜率選在3～8°／100米，如果降斜後仍然要鑽較長的井段，則必須採用較小的降斜率平緩降斜，以避免鍵槽卡鑽，同時，可降低鑽進時的摩阻力。

7．最大井斜角

常規定向井的最大井斜角，一般在15～45°，如果井斜太小，則井眼的井斜和方位都較難控制。井斜大於60°時，鑽具的摩阻力將大大增加。

8．允許的方位偏移與極限

（1）定向鑽進時，初始造斜方向通常在設計方位的左邊（即選定導角），然後通過自然漂移鑽達靶區，井眼軌跡是一條空間曲線。

（2）但是對導角也有一個限制，在井眼密集的井網中，要求定向井軌跡保持在安全圓柱內，以避免與鄰井相碰。

（3）同樣，由於油藏特性和地質地層條件，也對導角的大小有一定的限制。

9．井身剖面類型

在滿足設計和工藝要求的前提下，盡可能縮短井段長度，因為井段短則鑽井時間短。在設計井身剖面形狀時，要考慮井身結構，造斜點一般選在套管鞋以下30～50米處。目前，我國海上定向井的井身剖面通常由作業者決定，往往選擇「J」型剖面。

四．剖面設計

1．設計步驟：

（l）選擇剖面類型；

（2）確定增斜率和降斜率，選擇造斜點；

（3）計算剖面上的未知參數，主要是最大井斜角；

（4）進行井身計算，包括各井段的井斜角、水平位移、垂深和斜深；

（5）繪制垂直剖面圖和水平投影圖。

井身剖面的設計方法有試演算法、作圖法、查圖法和解析法四種。我國海洋定向井通常採用解析法，並使用計算機完成。剖面設計完成以後，應向作業者提供下列資料：

（1）總體定向鑽井方案和技術措施。

（2）剖面設計結果，包括設計條件、計算結果、垂直剖面圖和水平投影圖。

（3）測斜儀器類型和該地區的磁偏角，以及測斜計算方法；

（4）設備和工具計劃。

2．二維定向井設計（解析法）

解析法是根據給出的設計條件，應用解析公式計算出剖面上各井段的所有井身參數的井身設計方法。在使用計算機的條件下，還可同時給出設計井身的垂直投影圖和水平投影圖。

解析法進行井身剖面設計所用公式如下（用於三段制J型、五段制S型和連續增斜型剖面）。

（1）求最大井斜角αmax。

（2）各井段的井身參數計算：

①增斜段

②穩斜段

③降斜段

④穩斜段

⑤總井深L

（3）設計計算中特殊情況的處理

①當Ho2＋So2－2RoSo＝0時，表示該井段設有穩斜段，此時可由下面三個公式中任一個公式來求最大斜角αmax:

②當2Ro－So＝0時，可用下式求最大井斜角αmax:

③當Ho2＋So2－2RoSo＜0，說明此種剖面不存在，此時應該改變設計條件，改變造斜點深度、增斜率和降斜率或改變目標點坐標。

井身剖面設計計算結果應整理列表，並校核井身長度和各井段井身參數是否符合設計要求，還應該校核井上曲率，井身剖面最大麴率應小於動力鑽具和下井套管抗彎曲強度允許的最大麴率。

目前，應用計算機程序進行井身剖面設計時，設計結果列表和均可由列印機和繪圖儀自動完成。

4．設計方法舉例

例 某定向井設計全井垂深H=2-000米（靶點），上部地層300米至350米是流砂層，1000米至1050米有一高壓水層，作出井身剖面設計。

井口座標 X1：3 246 535.0 Y1：2 054 875.0

井底座標 X2：3 245 972.95 Y2：2 054 665.0

先根據井口與井底座標，計算出水平位移和目標方位。

（1）根據提供的地質資料，在進行剖面設計時，應設法使動力鑽具造斜的井段和增斜的井段避開流砂層和高壓水層。

（2）對於鑽井工藝及其它限制條件，在滿足（l）項條件的前提下，應選擇較簡單的剖面類型。

（3）剖面類型選用「直一增一穩」三段制井身剖面。此種剖面簡單，地面井口至目標點的井身長度短，有利於加快鑽井速度。

（4）選擇造斜點。根據垂直井深和水平位移的關系，造斜點應選在350米至600米間。如選在1050米以下，會使井斜角太大，是不合理的。

因300米至350米是流砂層，在井深結構設計時應用套管封固，以利於定向造斜，防止流砂層漏失、垮塌等復雜情況出現。造斜點應選在套管鞋以下不少於50米的地方為宜。因此，造斜點與井口之間井眼長度不應小於450米。

又因1000米至1050米是高壓水層，為了下部井段能順利鑽進，也應考慮下入一層中間套管封住高壓水層。為了減少井下復雜情況和有利於定向井井眼軌跡控制，在進行套管設計時，應避免套管鞋下在井眼曲率較大的井段中，中間套管的下入深度應進入穩斜井段150米左右為宜。在考慮上述因素後，造斜點的位置應在高壓水層以上不少於400米處，也就是造斜點與井口之間的井眼長度不應大於600米。

經過上述的分析，如果造斜點應在450米至600米之間選擇，那麼，把造斜點確定在500米處是比較合理的。

（5）選擇造斜率K為7°／100米。根據造斜率計算造斜井段的曲率半徑R。

（6）計算最大井斜角αmax

R——造斜段曲率半徑，米。

把已知條件代入上式得：

αmax=24.4°

（7）分段井眼計算：

增斜段

穩斜段

4．三維定向井

設計的井眼軸線，既有井斜角的變化，又有方位角的變化，這類井段為三維定向井，實際作業中，有時會碰到三維定向井的問題，大體上分為三種情況。

第一種情況 原設計為兩維定向井，在實鑽中偏離了目標方位，如果偏得不多，只要調整鑽具組合或扭一次方位就可以了。嚴格地說，實鑽的定向井軌跡，都有井斜角的變化和方位角的變化，這種三維定向井可以簡化為二維的。

第二種情況 在地面井位和目標點確定的情況下，在這兩點的鉛垂平面內，存在著不允許通過或難以穿過的障礙物，不能在鉛垂平面上設計軌道，需要繞過障礙，設計繞障三維定向井。在海上叢式井經常碰到這類井。

第三種情況在地面井位確定的情況下，要鑽多目標井。地面井位和多目標點不在同一鉛垂平面內，只有井斜角和方位角都變化，才能鑽達設計的多個目標點。

三維定向井的軌跡設計和測斜計算很復雜，通常使用計算機軟體完成這些工作。

第三節 井眼軌跡控制技術

井眼軌跡控制的內容包括：優化鑽具組合、優選鑽井參數、採用先進的井下工具和儀器、利用計算機進行井眼軌跡的檢測預測、利用地層的方位漂移規律、避免井下復雜情況等等。

軌跡控制貫穿鑽井作業的全過程，它是使實鑽井眼沿著設計軌道鑽達靶區的綜合性技術，也是定向井施工中的關鍵技術之一。

井眼軌跡控制技術按照定向井的工藝過程，可分為直井段、造斜段、增斜段、穩斜段、降斜段和扭方位井段等控制技術，其中直井段的控制技術見第七章第四節。

一．定向選斜井段

初始造斜方法有五類，即井下馬達和彎接頭定向、噴射法、造斜器法、彎曲導管定向、傾斜鑽機定向。目前，我國海洋定向井一般採用第一種方式，常用造斜鑽具組合為：鑽頭十井下馬達十彎接頭十非磁鑽鋌十普通鑽鋌（ 0～30米）十撓性接頭十震擊器十加重鑽桿。

這種造斜鑽具組合是利用彎接頭使下部鑽具產生一個彈性力矩，迫使井下動力鑽具驅動鑽頭側向切削，使鑽出的新井眼偏離原井眼軸線，達到定向造斜或扭方位的目的。

造斜鑽具的造斜能力主要與彎接頭的彎角和動力鑽具的長度有關。彎接頭的彎角越大，動力鑽具長度越短，造斜率也越高。

彎接頭的彎角應根據井眼大小、井下動力鑽具的規格和要求造斜率的大小選擇。現場常用彎接頭的彎角為1.5～2.25度，一般不大於2.5度。彎接頭在不同條件下的造斜率見第四節。

造斜鑽具組合使用的井下動力鑽具型號應根據造斜井段或扭方位井段的井深選擇。使用井段在2000米以內，一般採用渦輪鑽具或普通螺桿鑽具，深層走向造斜或扭方位應使用耐高溫的多頭螺桿鑽具。

造斜鑽具組合、鑽井參數和鑽頭水眼應根據廠家推薦的鑽井參數設計。

由於井下動力鑽具的轉速高，要求的鑽壓小〔一般為29.4～ 78.4千牛（3～8噸）〕，因此，使用的鑽頭不宜採用密封軸承鑽頭，尤其是在淺層，可鑽性好的軟地層應使用銑齒滾動軸承鑽頭或合適的PDC鑽頭。

根據測斜儀器的種類不同，分為四種定向方式：

1．單點定向

此方法只適用造斜點較淺的情況，通常井深小於1000米。因為造斜點較深時，反扭角很難控制，且定向時間較長。施工過程如下：

（l）下入定向造斜鑽具至造斜點位置（注意：井下馬達必須按廠家要求進行地面試驗）。

（2）單點測斜，測量造斜位置的井斜角，方位角，彎接頭工具面；

（3）在測斜照相的同時，對方鑽桿和鑽桿進行列印，並把井口鑽桿的印痕投到轉盤面的外緣上，作為基準點；

（4）調整工具面（調整後的工具面是：設計方位角十反扭角）。鎖住轉盤、開泵鑽進；

（5）定向鑽進。每鑽進2～4個單根進行一次單點測斜，根據測量的井斜角和方位角及時修正反扭矩的誤差，並調整工具面；

（6）當井斜角達到8～10度和方位合適時，起鑽換增斜鑽具，用轉盤鑽進。在單點定向作業中要注意：

①在確定了反扭角和鑽壓後，要嚴格控制鑽壓的變化范圍，通常在預定鑽壓±19.6千牛（2噸）內變化；

②每次接單根時，鑽桿可能會轉動一點，注意轉動鑽桿的列印位置至預定位置；

③如果調整工具面的角度較大（＞90度），調整後應活動鑽具2～3次（停泵狀態），以便鑽桿扭矩迅速傳遞。

2．地面記錄陀螺（SRO）定向

在有磁干擾環境的條件下（如套管開窗側鑽井）的定向造斜，需採用SRO定向。這種儀器可將井下數據通過電纜傳至地面處理系統，並顯示或用計算機列印出來，直至工具面調整到預定位置，再起出儀器，施工過程如下：

（l）選擇參照物，參照物應選擇易於觀察的固定目標，距井40米左右；

（2）預熱陀螺不少於15分鍾，工作正常才可下井；

（3）瞄準參照物，並調整陀螺初始讀數；

（4）接探管，連接陀螺外筒，再瞄準參照物，對探管和計算機初始化；

（5）下井測量，按規定作漂移檢查；

（6）起出儀器坐在井口，再次瞄準參照物記錄陀螺讀數；

（7）校正陀螺漂移，確定測量的精度；

（8）定向鑽進。

3．有線隨鑽測斜儀（SST）定向

造斜鑽具下到井底後，開泵循環半小時左右，然後接旁通頭或循環接頭。把測斜儀的井下儀器總成下入鑽桿內，使定向鞋的缺口坐在定向鍵上。定向造斜時，可從地面儀表直接讀出實鑽井眼的井斜、方位和工具面，司鑽和定向井工程師要始終跟蹤預定的工具面方向，保持井眼軌跡按預定方向鑽進。

4．隨鑽測量儀（MWD）定向

MWD井下儀器總成安裝在下部鑽具組合的非磁鑽鋌內，其下井前要調整好工作模式和傳輸速度，並准確地測量偏移值，輸入計算機。儀器在井下所測的井眼參數通過鑽井液脈沖傳至地面，信息經地面處理後，可迅速傳到鑽台。MWD不僅可用於定向造斜，也可用於旋轉鑽進中的連續測量，是一種先進的測量儀器。

5．定向造斜中的注意事項：

（1）如果定向作業前的裸眼段較長，應短起下鑽一趟，保證井眼暢通。

（2）井下馬達下井前應在井口試運轉，測量軸承間隙；記錄各種參數，工作正常方可下井；

（3）MWD等儀器下井前，必須輸入磁場強度、磁傾角等參數；

（4）定向造斜鑽進，要按規定加壓，均勻送鑽，以保持恆定的工具面。

（5）造斜鑽進或起下鑽，用旋扣鉗或動力水龍頭上卸扣，不得用轉盤上卸扣；

（6）起鑽前方位角必須在20～30米井段內保持穩定，且保證預定的提前角。目前，「一次造斜

到位法」也經常在我國海洋定向井中使用，這種方法適用於造斜點較淺，且機械鑽速很快的造斜井段，常常配合使用隨鑽測量儀。

（7）井下馬達出井時，按規定程序進行清洗、保養。

㈡ 模數2齒條的計算方式

齒輪參數的計算中，齒距的計算公式是：ρ=mπ ，工程計量單位是毫米。
因為齒條可以看作是一個無限大的齒輪，所以模數2的齒條齒距應該這樣計算：2x3.14=6.28，即齒距為：6.28mm。

㈢ TNT怎麼計算氧平衡

從元素組成來說，炸葯通常是由碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)四種元素組成的。其中碳、氫是可燃元素，氧是助燃元素，炸葯是一種載氧體。炸葯的爆炸過程實質上是可燃元素與助燃元素發生極其迅速和猛烈的氧化還原反應的過程。反應結果是氧和碳化合生成二氧化碳(CO)或一氧化碳(CO)，氫和氧化合生成水(HO)，這兩種反應都放出了大量的熱。每種炸葯里都含有一定數量的碳、氫原子，也含有一定數量的氧原子，發生反應時就會出現碳、氫、氧的數量不完全匹配的情況。氧平衡就是衡量炸葯中所含的氧與將可燃元素完全氧化所需要的氧兩者是否平衡的問題。

所謂完全氧化，即碳原子完全氧化生成二氧化碳，氫原子完全氧化生成水。根據所含氧的多少，可以將炸葯的氧平衡分為下列三種不同的情況：

(1)零氧平衡：系指炸葯中所含的氧剛夠將可燃元素完全氧化；

(2)正氧平衡：系指炸葯中所含的氧將可燃元素完全氧化後還有剩餘；

(3)負氧平衡：系指炸葯中所含的氧不足以將可燃元素完全氧化。

實踐表明，只有當炸葯中的碳和氫都被氧化成CO和HO時，其放熱量才最大。零氧平衡一般接近於這種情況。負氧平衡的炸葯，爆炸產物中就會有 CO、H，甚至會出現固體碳；而正氧平衡炸葯的爆炸產物，則會出現 NO、NO等氣體。這兩種情況，都不利於發揮炸葯的最大威力，同時會生成有毒氣體。如果把它們用於地下工程爆破作業，特別是含有礦塵和瓦斯爆炸危險的礦井，就更應引起注意。因為 CO、 NO、NO不僅都是有毒氣體，而且能對瓦斯爆炸反應起催化作用，因此這樣的炸葯就不應用於地下礦井的爆破作業。

氧平衡的計算
oxygen balance 氧平衡是測定一種化合物或混合物中燃料和氧的比。它是根據化合物的實驗式或分子式，以碳完全轉化成CO(或CO)和氫轉化為HO所需的氧的分子數來計算的。一種分子式為CHNO的炸葯，其氧平衡計算如下：

簡單說氧平衡的演算法： （炸葯中的氧原子數 - 碳全部被氧化成二氧化碳所需要的氧原子數 - 氫全部被氧化成水需要的氧原子數）* 16 / 炸葯的摩爾質量。若炸葯中含有鹵原子(X)，例如CHNOX，則先扣除生成HX所需要的H。

化合物的的氧平衡等於以碳完全轉化成CO(或CO)、氫轉化為HO所需的氧的分子數、氮轉化為NO所需的氧的分子數來計算

例如，計算TNT(CHNO)的氧平衡：

氧平衡=[6-2×7-0．5×5]16/227=-74．0%

混合物的氧平衡等於各成分在混合物中所佔的百分數和各自的氧平衡的乘積之和。

例如特里托納兒(由80%TNT和20%Al組成)的氧平衡計算如下：

Al氧化成AlO時的氧平衡=1．5×16/27=-89%

TNT的氧平衡=-74%

由此得出特里托納兒的氧平衡=0．20*(-89)+0．80*(-74)=-77．0%

氧平衡模式
包括含碳有機物和氨氮有機物的耗氧、生物吸收作用、吸著有機物底泥的再懸浮作用等；另一種是使溶解氧增加的復氧作用，主要是空氣溶於水的作用（曝氣作用）及生物的光合作用。這兩種作用可當作在一個化學反應的平衡體系中發生，根據各種參數建立水中溶解氧的時空變化的數學模式。目前最常用的是河水溶解氧的一維模式。假定河流是穩定態，則河水溶解氧濃度隨時間、沿程（流向）距離而變化的關系式可表示為： 式中：c為河水中溶解氧的濃度；ES為沿程距離；u為水流速度；L為BOD濃度；LN為氨氮濃度；cS為溶解氧的飽和濃度；κ1為含碳有機物的衰變系數；κN為氨氮衰變系數；κ2為復氧系數;sR為生物光合作用產生氧與呼吸、底泥耗氧等引起溶解氧的增減率。當河流穩定且為低流量時，給出邊界條件（設起始河流橫斷面處的溶解氧濃度為( )，將上式簡化得下式： 即斯特里特-菲爾普斯模式。此式的圖解曲線呈懸索型（參見氧垂曲線），表明含有機污染物的污水排入河流後，由該處向下，由於有機物耗氧氣主要作用，河水溶解氧逐漸減小，達到最低值後曝氣復氧轉為優勢，溶解氧又逐漸增大，恢復到原來含氧狀況。故可用此模式預測各河段橫斷面上不同時刻溶解氧的濃度。但式中κ1、κ2及κN需實測或通過水文參數計算求出，在對此模式進行驗證後才能應用。

㈣ pso的多目標優化

在多目標優化問題中，每個目標函數可以分別獨立進行優化，然後為每個目標找到最優值。但是，很少能找到對所有目標都是最優的完美解，因為目標之間經常是互相沖突的，只能找到Pareto最優解。
PSO演算法中的信息共享機制與其他基於種群的優化工具有很大的不同。在遺傳演算法（GA）中，染色體通過交叉互相交換信息，是一種雙向信息共享機制。但是在PSO演算法中，只有gBest（或nBest）給其他微粒提供信息，是一種單向信息共享機制。由於點吸引特性，傳統的PSO演算法不能同時定位構成Pareto前鋒的多個最優點。雖然通過對所有目標函數賦予不同的權重將其組合起來並進行多次運行，可以獲得多個最優解，但是還是希望有方法能夠一次同時找到一組Pareto最優解。
在PSO演算法中，一個微粒是一個獨立的智能體，基於其自身和同伴的經驗來搜索問題空間。前者為微粒更新公式中的認知部分，後者為社會部分，這二者在引導微粒的搜索方面都有關鍵的作用。因此，選擇適當的社會和認知引導者（gBest和pBest）就是MO-PSO演算法的關鍵點。認知引導者的選擇和傳統PSO演算法應遵循相同的規則，唯一的區別在於引導者應按照Pareto支配性來確定。社會引導者的選擇包括兩個步驟。第一步是建立一個從中選取引導者的候選池。在傳統PSO演算法中，引導者從鄰居的pBest之中選取。而在MO-PSO演算法中更常用的方法是使用一個外部池來存儲更多的Pareto最優解。第二步就是選擇引導者。gBest的選擇應滿足如下兩個標准：首先，它應該能為微粒提供有效的引導來獲得更好的收斂速度；第二，它還需要沿Pareo前鋒來提供平衡的搜索，以維持種群的多樣性。文獻中通常使用兩種典型的方法：（1）輪盤選擇模式，該方式按照某種標准進行隨機選擇，其目的是維持種群的多樣性；（2）數量標准：按照某種不涉及隨機選擇的過程來確定社會引導者。
Moore最早研究了PSO演算法在多目標優化中的應用，強調了個體和群體搜索二者的重要性，但是沒有採用任何維持多樣性的方法。Coello在非劣最優概念的基礎上應用了一個外部「容器」來記錄已找到的非支配向量，並用這些解來指導其它微粒的飛行。Fieldsend採用一種稱為支配樹的數據結構來對最優微粒進行排序。Parsopoulos應用了權重聚合的方法。Hu應用了動態鄰域，並在此基礎上利用擴展記憶，按詞典順序依次優化各個目標。Ray使用聚集機制來維持多樣性，並用一個多水平篩來處理約束。Lu使用了動態種群策略。Bartz-Beielstein採用歸檔技術來提高演算法性能。Li在PSO演算法中採用NSGA-II演算法中的主要機制，在局部最優微粒及其後代微粒之間確定局部最優微粒；並此基礎上又提出一種新的演算法，在適應值函數中使用最大最小策略來確定Pareto支配性。張利彪使用多個目標函數下各最優位置的均值來指導微粒飛行。Pulido使用多個子種群並採用聚類技術來求解多目標規劃問題。Mahfouf採用加權聚合方法來計算微粒的適應值，並據此確定引導微粒的搜索。Salazar-Lechuga使用適應值共享技術來引導微粒的搜索。Gong提出微粒角度的概念，並使用最小微粒角度和微粒密度來確定局部最優和全局最優微粒。基於AER模型，Zhang提出一種新的智能PSO模型，來將種群驅向Pareto最優解集。Ho提出一種新的適應值分配機制，並使用壽命（Age）變數來保存和選擇最優歷史記錄。Huang將CLPSO演算法應用到多目標規劃中。Ho提出另一種基於Pareto的與尺度無關的適應值函數，並使用一種基於正交試驗設計的智能運動機制（IMM）來確定微粒的下一步運動。Branke系統研究了多種個體最優微粒的選擇方法對MOPSO演算法性能的影響。張勇考慮儲備集更新策略在多目標PSO演算法中的關鍵作用，提出一種兩階段儲備集更新策略。
原萍提出一種分布式PSO演算法—分割域多目標PSO演算法（DRMPSO），並將其應用到基站優化問題。向量評價PSO演算法（VEPSO）是一種受向量評價遺傳演算法（VEGA）的啟發提出的一種演算法，在VEPSO演算法中，每個種群僅使用多個目標函數之一來進行評價，同時各種群之間互相交互經驗。將每個種群分配到一台網路PC上，即可直接使VEPSO演算法並行化，以加速收斂。Vlachogiannis應用並行VEPSO演算法來確定發電機對輸電系統的貢獻。熊盛武利用PSO演算法的信息傳遞機制，在PSO演算法中引入多目標演化演算法常用的歸檔技術，並採用環境選擇和配對選擇策略，使得整個群體在保持適當的選擇壓力的情況下收斂於Pareto最優解集。
由於適應值的計算非常消耗計算資源，為了減少計算量，需要減少適應值評價的次數。Reyes-Sierra採用適應值繼承和估計技術來實現該目標，並比較了十五種適應值繼承技術和四種估計技術應用於多目標PSO演算法時的效果。
保持MOPSO中的多樣性的方法主要有兩種：sigma方法和ε-支配方法。Villalobos-Arias在目標函數空間中引入條塊劃分來形成聚類，從而保持多樣性。

㈤ 肽鍵形成演算法

2個肽鍵一個水，三個肽鍵2個水，n個肽鍵n-1個水
縮合就是一邊去掉ho，一邊去掉o，就組合成一個h2o

㈥ 樓板承重怎麼計算

設計時考慮樓板重400KG/m²，還要考慮額外的活荷載，一般為200KG/m²，真正計算時，分別需要乘以系數1.2和1.4，實際計算時樓板的承載力為400X1.2＋200X1.4＝760。

樓板承重演算法要求：

1、計算荷載（恆荷載，活荷載）。

2、分析板的類型（單向板還是雙向板）。

3、選擇板厚 4.導算荷載計算出彎矩 5.根據彎矩計算配筋 6.驗算裂縫、撓度及最小配筋率 7.調整鋼筋及板厚滿足要求。

4、、幾何參數：計算跨度: Lx = 4000 mm; Ly = 3000 mm，板厚: h = 100 mm。

5、、材料信息混凝土等級: C25 fc=11.9N/mm2 ft=1.27N/mm2 ftk=1.78N/mm2 。

6、鋼筋種類: HRB335 fy = 300 N/mm2 Es = 2.0×105 N/mm2最小配筋率: ρ= 0.200%縱向受拉鋼筋合力點至近邊距離: as = 20mm保護層厚度: c = 10mm。

7、荷載信息(均布荷載)永久荷載分項系數: γG = 1.200，可變荷載分項系數: γQ = 1.400，准永久值系數: ψq = 1.000，永久荷載標准值: qgk = 5.000kN/m2，可變荷載標准值: qqk =3.000kN/m2。

(6)HO2演算法擴展閱讀：

樓板各種材質承重計算

1、彈性板：邊界條件(上端/下端/左端/右端):簡支/簡支/簡支/簡支。設計參數，結構重要性系數: γo = 1.00，泊松比:μ = 0.200。

2、計算參數:：計算板的跨度: Lo = 3000 mm，計算板的有效高度: ho = h-as=100-20=80 mm。配筋計算(lx/ly=4000/3000=1.333<2.000 所以按雙向板計算)。

3、確定計算系數:αs = γo*Mx/(α1*fc*b*ho*ho)= 1.00*4.048×106/(1.00*11.9*1000*80*80);= 0.053。

4、計算相對受壓區高度:ξ = 1-sqrt(1-2*αs) = 1-sqrt(1-2*0.053) = 0.055。

5、計算受拉鋼筋面積:As = α1*fc*b*ho*ξ/fy = 1.000*11.9*1000*80*0.055/300= 173mm2。

6、 驗算最小配筋率：ρ = As/(b*h) = 173/(1000*100) = 0.173%ρ<ρmin = 0.200% 不滿足最小配筋要求。

7、確定計算系數：αs = γo*Mx/(α1*fc*b*ho*ho)=1.00*6.274×106/(1.00*11.9*1000*80*80)，= 0.082。

8、跨中撓度計算

Mk -------- 按荷載效應的標准組合計算的彎矩值。

Mq -------- 按荷載效應的准永久組合計算的彎矩值。

㈦ 晶體場理論中配合物電子成對能演算法

由於分子中的電子多數是成對存在，根據Pauling不相容原理，每對電子必為一個自旋向上，一個自旋向下，而磁性互相抵消。因此必須有不成對電子的存在，才能表現磁共振，例如過渡元素重金屬或者自由基的存在。因為電子有1/2的自旋，所以在外加磁場下能級二分。當外加具有與此能量差相等的頻率電磁波時，便會引起能級間的躍遷。此現象稱為電子自旋共振。縮寫為ESR。對相伴而產生的電磁波吸收稱ESR吸收。產生ESR的條件為νo（MHz）=1.4·g·Ho（高斯）。式中νo為電磁波的頻率，Ho為外部磁場強度，g為g因子（g factor）或g值。一個分子中有多數電子，一般說每二個其自旋反相，因此互相抵消，凈自旋常為0。但自由基有奇數的電子，存在著不成對的電子（其無與之相消的電子自旋）。也有的分子雖然具有偶數的電子，但二個電子自旋同向，凈自旋為一（例如氧分子）。原子和離子也有具有凈自旋的，Co2+、Fe3+、和Mn2+等常磁性離子即是。這些原子和分子為ESR研究的對象。由於電子自旋與原子核的自旋相互作用，ESR可具有幾條線的結構，將此稱為超微結構（hyperfine stru-cture）。g因子及超微結構都有助於了解原子和分子的電子詳細狀態。也可鑒定自由基。另外，從ESR吸收的強度可進行自由基等的定量。因為電子自旋的緩和依賴於原子及分子的旋轉運動，所以通過對ESR的線寬測定，可以了解原子及分子的動的狀態。雖然原理類似於核磁共振，但由於電子質量遠輕於原子核，而有強度大許多的磁矩。以氫核(質子)為例，電子磁矩強度是質子的659.59倍。因此對於電子，磁共振所在的拉莫頻率通常需要透過減弱主磁場強度來使之降低。但即使如此，拉莫頻率通常所在波段仍比核磁共振拉莫頻率所在的射頻范圍還要高——微波，因而有穿透力以及對帶有水分子的樣品有加熱可能的潛在問題，在進行人體造影時則需要改變策略。舉例而言，0.3 特斯拉的主磁場下，電子共振頻率發上在8.41 吉赫，而對於常用的核磁共振核種——質子而言，在這樣強度的磁場下，其共振頻率為12.77 兆赫。電子成對的應用應用在多個領域，包括了：▲固態物理， 辨識與定量自由基分子(即帶有不成對電子的分子)。 ▲化學，用以偵測反應路徑。 ▲生物醫學領域，用在標記生物性自旋探子。另外在造影方面另有用途，參見下方說明。 一般而言，自由基在化學上是具有高度反應力，而在正常生物環境中並不會以高濃度出現。若採用特別設計的不反應自由基分子，將之附著在生物細胞的特定位置，就有可能得到這些所謂自旋標記或自旋探子分子附近的環境。【電磁自旋共振造影】EPR用在造影上，理想上是可以用在定位人體中所具有的自由基，理論上較常出現在發炎病灶；但目前仍處在開發階段，包括訊雜比等等問題待解決

㈧ 各種類型彈簧有效圈數的詳細計算方法

各種類型彈簧有效圈數的詳細計算方法:

有效圈數是指彈簧能保持相同節距的圈數。彈簧有效圈數=總圈數-支撐圈，具體根據結構進行計算。

1、對於拉伸彈簧，有效圈數n＝總圈數n1，當n>20時圓整為整數圈，當n<20時圓整為半圈。

2、對於壓縮彈簧，有效圈數n=總圈數n1-支撐圈數n2，n2可查表獲得。尾數應為1/4、1/2、3/4、或整圈。

我們的通俗演算法是壓簧總圈數減掉上下接受接觸不會產生變形的圈數,一般減2圈;扭簧和拉簧的有效圈數就是總圈數。

拓展資料

彈簧是一種利用彈性來工作的機械零件。用彈性材料製成的零件在外力作用下發生形變，除去外力後又恢復原狀。亦作「 彈簧 」。一般用彈簧鋼製成。彈簧的種類復雜多樣，按形狀分，主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、異型彈簧等。

注意問題

由於受產品結構限制，多股簧一般具有強度高、性能好的特點。要求其材料在彈簧強度和韌性上對最終性能予以保證。多股簧在加工過程中，應注意的是：

1、支承圈根據產品要求可選用冷並和熱並兩種方法。採用熱並方式不允許將簧加熱至打火花或發白，硅錳鋼溫度不得高於850℃。支承圈與有效圈應有效接觸，間隙不得超過圈間公稱間隙的10%

2、多股簧特性可由調整導程決定，繞制時索距可進行必要調整。擰距可取3~14倍鋼絲直徑，但一般取8~13倍為佳。其簧力還與自由高度、並端圈、外徑及鋼絲性能等有密切關系，可通過調整其中某項或幾項予以改變。

3、不帶支承圈的彈簧和鋼絲直徑過細的彈簧不應焊接簧頭，但端頭鋼索不應有明顯的鬆散，應去毛刺。凡需焊接頭部的多股簧，其焊接部位長度應小於3 倍索徑（最長不大於10毫米）。加熱長度應小於一圈，焊後應打磨平滑，氣焊時焊接部位應進行局部低溫退火。

4、彈簧表面處理一般進行磷化處理即可，也可進行其它處理。凡要進行鍍層為鋅與鎘時，電鍍後應進行除氫處理，除氫後抽3%（不少於3件）復試立定處理，復試中不得有斷裂。彈簧應清除表面臟物、鹽痕、氧化皮，方法可採用吹砂或汽油清洗的辦法，但不能採用酸洗。

5、重要彈簧緊壓時間為24小時，普通彈簧為6小時或連續壓縮3~5次，每次保持3~5秒。緊壓時彈簧與芯軸的間隙以芯軸直徑的10%為宜，間隙過小則難於操作，間隙過大則易使彈簧發生彎曲變形。緊壓時若其中一件彈簧折斷，則其餘應重新處理。

㈨ 齒輪齒距怎麼計算

1、模數m=齒距p/圓周率π

2、齒距p=模數m*圓周率π

3、咬合中線Ho=齒條高Hk-模數m

4、模數m=齒距p/（圓周率π*三角函數cosB）

5、齒距p=模數m*（圓周率π*三角函數cosB）

6、咬合中線Ho=齒條高Hk-模數m

註：標准斜齒條角度19.5283度（19度31分42秒），三角函數cosB=0.9424764995。

㈩ T臨界值與統計量的關系

T臨界值就是拒絕原假設的最小alpha值嘛，把統計量寫出來，帶進去算出來之後，根據統計量的分布來算T臨界值啊，舉個例子，比如說算出來的統計量的值為z,服從的是正態分布，如果是雙邊檢驗的話那麼pvalue=2*(1-probnorm(abs(Z)))。

正確。兩樣本均數比較的假設檢驗(t檢驗) Ho:兩個總體均數相等，即 μ1＝μ2。Hi：兩個總體均數不等，即 μ1≠μ2。α=0.0500（雙側）。t=0.0568,P=0.9548。結論：按α=0.0500水準。

其分布為已知，由實測的樣本，計算出統計量的值，並根據預先給定的顯著性水平進行檢驗，作出拒絕或接受假設H0的判斷。常用的假設檢驗方法有u-檢驗法、t檢驗法、χ2檢驗法(卡方檢驗)、F-檢驗法，秩和檢驗等。

(10)HO2演算法擴展閱讀：

綜上所述，有學者認為臨界點是由物理規律所決定的一種狀態，它可以由滿足該狀態的物理規律來確定，是客觀存在的。而最值的求解，嚴格地講，應是在一定條件和物理規律支配下的一個變化過程，此過程能不能實現，最值是否在臨界點取得。

要綜合分析其所滿足的條件和所遵循的物理規律，把握好物理量的變化特徵，同時還要遵循一定的數學原理。在某些情況下，臨界值和最值相當。

可以通過臨界點求最值，從而獲得事半功倍的效果。而在另外一些情況下，最值與臨界值之間沒有必然聯系。因此，在最值的求解過程中，我們只能把尋找臨界點作為求最值的一種方法，而不能把它與最值的求解同等起來。