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应用传统设计方法,不能确保定向钻探井眼轨迹为最优。根据三维空间内井眼轨迹方程,推导得出了靶点的解析表达式。根据实际钻探需求不同,井眼轨迹模型可由不同表达式灵活组配。在此基础上,建立了"直-增-稳"型井眼轨迹的数学优化模型,并提出了在Matlab环境下的求解方法。通过应用实例说明,优化设计法在定向钻探井眼轨迹设计中值得推广。