定向井钻井轨迹控制
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策井眼轨迹控制是在钻井过程中对井眼进行定向控制，使其达到设计要求的目的。
井眼轨迹控制的作用非常重要，可以保证钻井顺利进行，降低事故发生的风险，提高钻井效率。
在实际的油气钻井作业中，存在着影响井眼轨迹控制的各种因素，这些因素会对钻井作业造成一定的影响。
地质条件是影响井眼轨迹控制的一个重要因素。
不同的地层岩性、井段倾角和地层稳定性都会对井眼轨迹的控制造成困难。
在复杂地层条件下，钻井中会面临井眼塌方、地层崩塌等问题，导致钻头卡钻、井眼偏斜等问题。
钻井液的性能和使用情况也会对井眼轨迹控制产生影响。
钻井液的性能直接关系到井眼的稳定与否。
如果钻井液的密度、粘度和滤失控制得不好，就会导致井眼不稳定，甚至引发井眼塌方等问题。
钻井液的使用情况也会对井眼轨迹控制产生直接影响。
如果钻井液循环不畅，就会导致钻头切削效果差，进而导致井眼控制不住。
钻具的选择和操作技术也是影响井眼轨迹控制的关键因素。
不同的钻具类型适用于不同的井眼轨迹控制需求。
钻具的磨损情况、使用寿命等也会对井眼轨迹控制产生影响。
操作技术的熟练程度和操作水平也关系到井眼轨迹控制的效果。
如果操作不当，就会导致井眼偏斜、堵塞等问题。
针对上述影响因素，我们可以采取一些对策来改善井眼轨迹控制效果。
根据地质条件的复杂程度，可以采取合适的钻井工艺和井眼轨迹控制技术。
在遇到特殊地层时可以增加固井工艺的使用，提高井眼的稳定性。
钻井液的性能和使用情况对井眼轨迹控制至关重要。
需要选择合适的钻井液配方，并进行合理的循环，及时监测钻井液的性能指标，确保井眼的稳定。
钻具的选择和操作技术也是影响井眼轨迹控制的关键。
我们应该根据具体的井眼轨迹设计要求选择合适的钻具，并做好维护与保养。
要加强操作人员的培训，提高他们的技术水平和操作能力，确保操作的准确性和可靠性。
地质条件、钻井液的性能和使用情况、钻具的选择和操作技术都是影响井眼轨迹控制的重要因素。
只有针对这些因素采取合理的对策，才能够提高井眼轨迹控制的效果，保证钻井作业的顺利进行。
定向井钻井轨迹控制
双驱钻井井眼轨迹控制现场施工技术
直井段井眼轨迹控制
钻穿馆陶组后，除黄河南部分火成岩外，全部使 用PDC钻头+动力钻具双驱钻进 ．
2、上稳定器尺寸及位置对造斜能力的影响
文284井 ：
井段1800-2961m下入8½″P265MF+1°单弯单扶+短钻铤 ×3.81m+195mm扶正器+158mm钻铤×6根，钻压30-50KN，转
速65r/min，排量26l/s，泵压12-16MPa。
文284井井斜数据情况
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
成施工难度增大。
最大井斜与I靶所需位移的关系
最大井斜（°） 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80
I靶所位移(m) 50-150 150-240 240-360 360-530 530-710 710-880
双驱钻井井眼轨迹控制现场施工技术
井身剖面优化
剖面优化设计的原则是：根据上部直井段轨迹，结 合靶区要求，在I靶位移和中I靶井斜允许的情况下，井 斜大于20°的定向井造斜按3.6°/30m设计，定向至 10°-15°，对井斜50°以上的定向井定向至20°以上， 以3°-6°/100m设计，到I靶附近，井斜达设计最大，位 移不超标为最佳，然后稳斜中II靶。井斜小于20°的定 向井，造斜率以3.5°/30m计算，直接采用动力钻具造斜 至最大井斜，然后稳斜钻进中靶。
2、上稳定器尺寸及位置对造斜能力的影响
上稳正器210mm（或212）
新13井
1°的单弯单扶每50米增斜5° 1°的单弯双扶每100米降斜5°
稳斜段的井斜角使用转盘难以控制
上稳正器195-200-206-208mm
定向井轨迹控制办法
定向井轨迹控制实施办法一、定向井技术规程1．定向井施工钻机，应按如下公式选择钻机类型，钻机原有能力=井深（斜深）×（1+井斜角/100），以确保安全运行。
2．定向井施工前，必须作出详细的剖面设计，定向段造斜率按3.6°/30米，复合钻近增斜段按4°/100米，最大井斜与原设计最大井斜相符。
7．井斜超过40度，或位移超过500米的井段，钻具在井下静止时间不得超过2分钟。
8．井下钻具的摩阻，应控制在钻机允许范围之内，对大斜度、大位移井特须注意观测，必要时采取各种措施降低摩阻，如加减阻剂等。
9．当定向井位于井位密集的油区或在井的设计方向有一至数口已钻井时，为避免新老井眼相碰，必须参考老井有关资料，作出合理的井深设计；施工中运用防碰技术，严密监视及控制井眼发展趋势，两井轨迹的最小距离不得小于5米。
10．要求定向井各项技术资料及施工记录齐全、准确、及时、并充分利用已有资料进行分析，以提高定向中靶率和降低综合成本。
二、定向井安全施工规定（一）井身轨迹控制1．严格按设计施工。
井身轨迹尽可能接近设计的井身轴线，保持井身轨迹圆滑。
造斜点、最大井斜角均不得随意更改。
定向前直井段之井斜角控制在1°/1000米以内。
2．严格控制全角变化率12°～13°/100米。
一般情况下使用1°单弯螺杆定向。
（二）泥浆1．固控设备必须全功能运转，使用率不低于95%。
泥浆密度1.20以下固含10%，1.60固含25%，含砂量小于0.3%。
2．泥浆要有良好的润滑性，对其润滑性要定深化验。
定向前化验一次，定向后200米或每天化验一次。
泥浆摩阻系数符合设计要求。
3．为了保持良好的润滑性，泥浆中必须加入足量的润滑剂或混入原油。
加润滑剂和混原油可交替使用。
（三、）钻具管理1．入井钻具应有记录，并打钢印号、丈量内外径及长度，计算准确，确保井深无误，为施工提供数据。
2．为保证井下安全，钻具结构要简化。
第三节--定向井轨迹控制技术
第三节--定向井轨迹控制技术井眼轨迹控制的内容包括：优化钻具组合、优选钻井参数、采用先进的井下工具和仪器、利用计算机进行井眼轨迹的检测预测、利用地层的方位漂移规律、避免井下复杂情况等等。
轨迹控制贯穿钻井作业的全过程，它是使实钻井眼沿着设计轨道钻达靶区的综合性技术，也是定向井施工中的关键技术之一。
井眼轨迹控制技术按照定向井的工艺过程，可分为直井段、造斜段、增斜段、稳斜段、降斜段和扭方位井段等控制技术，其中直井段的控制技术见第七章第四节。
一．定向选斜井段初始造斜方法有五类，即井下马达和弯接头定向、喷射法、造斜器法、弯曲导管定向、倾斜钻机定向。
目前，我国海洋定向井一般采用第一种方式，常用造斜钻具组合为：钻头十井下马达十弯接头十非磁钻铤十普通钻铤（0～30米）十挠性接头十震击器十加重钻杆。
这种造斜钻具组合是利用弯接头使下部钻具产生一个弹性力矩，迫使井下动力钻具驱动钻头侧向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达到定向造斜或扭方位的目的。
造斜钻具的造斜能力主要与弯接头的弯角和动力钻具的长度有关。
弯接头的弯角越大，动力钻具长度越短，造斜率也越高。
弯接头的弯角应根据井眼大小、井下动力钻具的规格和要求造斜率的大小选择。
现场常用弯接头的弯角为1.5～2.25度，一般不大于2.5度。
弯接头在不同条件下的造斜率见第四节。
造斜钻具组合使用的井下动力钻具型号应根据造斜井段或扭方位井段的井深选择。
使用井段在2000米以内，一般采用涡轮钻具或普通螺杆钻具，深层走向造斜或扭方位应使用耐高温的多头螺杆钻具。
造斜钻具组合、钻井参数和钻头水眼应根据厂家推荐的钻井参数设计。
由于井下动力钻具的转速高，要求的钻压小［一般为29.4～78.4千牛（3～8吨）］，因此，使用的钻头不宜采用密封轴承钻头，尤其是在浅层，可钻性好的软地层应使用铣齿滚动轴承钻头或合适的PDC钻头。
根据测斜仪器的种类不同，分为四种定向方式：1．单点定向此方法只适用造斜点较浅的情况，通常井深小于1000米。
定向井轨迹控制技术
定向井轨迹控制技术定向井的井眼轨迹控制技术是定向井钻井成套技术中的关键环节。
文章介绍了轨迹剖面优化设计，对直井段、增斜段、稳斜段轨迹控制技术进行了详细的阐述，同时对轨迹预测方法和轨迹修正设计技术进行了论述，对现场施工具有一定的指导作用。
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定向井施工成败的关键是能否控制井眼轨迹的变化。
1 轨迹剖面优化设计定向井井身剖面的选择对于钻井施工的安全、高效、降低成本起着至关重要，四段制轨迹剖面易形成键槽，岩屑床，起下钻和钻井过程中摩阻扭矩大，易卡钻，给井下安全带来极大隐患。
经过理论计算分析，并结合大庆地质情况，三段制或者五段制井眼轨迹剖面成为大庆定向井施工的首选对象，这两种轨迹剖面具有轨迹短、投资少、效益高、利于井眼轨迹控制等特点。
2 井眼轨迹控制技术2.1 直井段轨迹控制定向井直井段的井眼轨迹控制原则是防斜打直。
有人认为常规定向井（指单口定向井）直井段钻不直影响不大，通过后续的调整最终也可中靶，这种想法是不对的。
因为当钻至造斜点，如果直井段不直，造斜点处不仅因为有一定的井斜角而影响定向造斜的顺利完成，还会因为这个井斜角形成一定的水平位移而影响下一步钻进的井眼轨迹控制。
所以在直井段施工中，采用塔式钻具组合或钟摆钻具组合，配以合理的钻进参数，每钻进100-120米测斜一次，及时监测井斜的变化趋势，如发现井斜有增大趋势，及时调整钻井参数，加密测斜，必要情况下进行螺杆钻具纠斜。
造斜点前100m采取轻压吊打，严格控制钻进参数，保证造斜点处的井斜不超过0.5°。
2.2 造斜段轨迹控制造斜就是从造斜点开始强制钻头偏离垂直方向增斜钻进的过程。
由于大位移水平井直井段多数存在井斜方位，且方位与新设计方位不一致，所以必须利用定向井计算软件计算出直井段各点轨迹参数，同时根据最后几个测点趋势，预测出井底的井斜角和方位角，计算出井底水平位移、垂深、闭合方位、视位移、视垂距等参数。
定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究
定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究随着石油勘探开发技术的不断发展，定向井钻井技术已经成为了油田勘探开发的重要手段之一。
在定向井工程中，大井眼轨迹控制技术是关键的环节之一，对于提高石油勘探开发效率、降低成本、减少环境污染具有重要意义。
本文将对定向井大井眼轨迹控制技术与应用进行研究探讨。
一、定向井大井眼轨迹控制技术概述定向井是指在一定地层深度范围内，通过调整井眼轨迹，使井眼的水平和竖直段长度适应地层条件进行勘探开发的一种钻井方式。
而大井眼指的是井眼直径较大的定向井。
大井眼轨迹控制技术作为定向井工程的重要组成部分，旨在实现井眼的曲率和方位的精确控制，从而确保井眼能够准确地穿越预定地层，并达到地质勘探开发的目的。
大井眼轨迹控制技术主要包括钻头定向技术、测斜测向技术和井眼轨迹设计技术。
钻头定向技术是指通过选用了具有特殊几何形状或者内部结构的钻井工具，在施加外部磁场或者重力场的作用下，产生相应的钻头方向控制力矩，实现井眼偏转。
测斜测向技术是指通过测量或计算井眼的倾角和方位角，帮助工程技术人员准确地掌握井眼的位置和方向。
而井眼轨迹设计技术则是指根据地质条件和勘探开发需求，为大井眼的设计制定合理的轨迹方案。
二、定向井大井眼轨迹控制技术的关键问题1. 钻头设计与性能在大井眼轨迹控制技术中，钻头的设计与性能是至关重要的。
合理的钻头设计能够保证钻进过程中产生足够的弯曲力矩，实现井眼的曲率控制；而钻头的性能则直接影响到钻进效率和完井质量。
需要钻井工程技术人员充分了解钻头的设计原理和工作特性，选择合适的钻头类型，并加强对钻头性能的监控和评估，以确保大井眼的轨迹控制效果。
2. 测斜测向技术的精度和稳定性测斜测向技术是实现大井眼轨迹控制的关键手段之一。
然而在实际应用中，测斜测向仪器的精度和稳定性往往受到诸多限制，如地质条件、井深和井眼倾角等因素的影响。
如何提高测斜测向技术的精度和稳定性，是当前亟待解决的问题。
可以通过引入先进的传感器技术、改进算法和提高数据处理能力等手段，不断提升测斜测向技术的水平。
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策
定向井井眼轨迹控制影响因素分析及对策定向井是石油钻井中的一种重要方式，它可以实现在垂直井的基础上对井眼轨迹进行控制，从而实现定向钻井。
而井眼轨迹控制是定向井施工中的一个重要环节，其受到诸多因素的影响。
本文将对定向井井眼轨迹控制的影响因素进行分析，并提出相应的对策。
一、地质条件地质条件是定向井井眼轨迹控制的第一影响因素。
地质条件的不同会对井眼轨迹控制产生影响。
在软岩层或者易塌陷地层中，井眼稳定性较差，容易造成井眼偏离预定轨迹。
而在钙质硬岩地层中，地质层中的钙质岩石非常坚硬，钻头容易磨损，施工难度增大。
对策：在软岩地层中，可采用增加泥浆密度、使用防塌剂等措施加强井眼的稳定性；在钙质硬岩地层中，可采用高硬度的钻头和强力的钻井液，同时加强对钻头的冷却和减少摩擦，从而降低钻头磨损，提高施工效率。
二、井眼轨迹设计井眼轨迹设计是定向井施工的基础。
井眼轨迹设计的合理与否直接影响到井眼轨迹的控制效果。
井眼轨迹设计不合理，很可能导致井眼偏离预定轨迹，甚至无法按设计要求完成。
对策：在井眼轨迹设计时，首先需要充分了解地质情况，选择合适的斜度和方向，同时要考虑到地层的变化情况，进行合理的设计。
同时还可以通过模拟软件进行仿真计算，进一步优化设计方案。
这样可以确保井眼轨迹的合理性和施工的可行性。
三、钻井液性能钻井液在定向井中起到润滑、扶正、冷却、防止井壁塌方等多种作用。
钻井液的性能对井眼轨迹控制有着重要的影响。
如果钻井液的密度不合适，那么井眼稳定性会受到影响，容易导致井眼的偏离。
对策：在选择钻井液时，首先要充分了解地质条件，选择合适的钻井液类型和密度，根据地层特点进行调整。
也要注重钻井液的循环和质量管理，确保钻井液的性能稳定。
四、钻具及工艺参数钻具及工艺参数也是影响井眼轨迹控制的重要因素。
如果选择的钻头强度不够，或者使用的扶正工艺参数错误，都会影响到井眼轨迹的控制效果。
对策：在选择钻头时，应充分考虑地层特点和井眼轨迹设计要求，选择合适的钻头型号和强度。
华池地区定向井轨迹控制
华池地区定向井轨迹控制随着石油工业的发展，定向井钻探技术在石油勘探开发中扮演着越来越重要的角色。
华池地区作为中国石油资源主要分布区域之一，定向井的钻探技术在该地区尤为重要。
定向井轨迹控制是定向井钻探中的重要环节，它直接关系到井眼的轨迹设计、井壁稳定性和最终开采效果。
本文将围绕着华池地区定向井轨迹控制展开讨论，从技术要求、现状分析和技术发展趋势等方面进行探讨。
一、技术要求1. 钻井轨迹控制的目标钻井轨迹控制的最终目标是保持井眼在目标层面内部，在经济合理的范围内，保持井眼曲率和方向的控制，并满足井斜、方向和井眼轨迹的设计要求。
（1）高精度控制。
在华池地区的定向井钻探中，需具备高精度的钻井轨迹控制技术，确保井眼能够准确地穿越复杂的地质构造，以及完成规定的轨迹设计。
（2）实时监测和调整。
钻井轨迹控制需要具备实时的监测和调整能力，及时发现井眼轨迹偏差，并及时调整钻井参数，使井眼轨迹保持在合理的范围内。
（3）多维度控制。
定向井钻探需要满足多维度的控制要求，包括井斜角、方向和井眼轨迹等多个方面的控制。
二、现状分析1. 技术手段目前，华池地区的定向井轨迹控制主要依靠导向工具和测斜测井技术来实现。
导向工具包括电感应导向钻头、磁力导向钻头和电波导向钻头等。
而测斜测井技术则主要用于实时监测井眼的轨迹情况，为钻井工程提供及时的反馈。
2. 技术瓶颈目前，华池地区定向井轨迹控制存在一些技术瓶颈。
第一是导向工具的稳定性和精度有待提高，尤其是在复杂地质条件下，导向工具的稳定性和精度往往受到挑战。
第二是实时监测和调整的能力有限，监测仪器的灵敏度和实时性需要进一步提高。
第三是多维度控制的技术手段有限，目前对于井斜角、方向和井眼轨迹的综合控制还有待提高。
三、技术发展趋势1. 借助先进的导向技术未来，华池地区的定向井轨迹控制将借助先进的导向技术来提高轨迹控制的稳定性和精度。
借助惯性导向技术和全井段导向技术，提高导向工具在复杂地质条件下的稳定性和精度，从而更好地实现高精度的井眼轨迹控制。
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定向井的井斜与方位控制
2、工具面：造斜工具弯曲方
向的平面。
井底平面
3、装置角(重力工具面角)：
从井眼高边方向线顺时针旋
工具面 工具面角 井斜铅垂面
转到造斜工具面上所转过 的角度。 ① 高边工具面：以高边为基 准，一般当井斜>6°时使
解：由解析式可得：
＝arccoscos1 cos 2 sin 1 sin 2 cos
＝arccoscos15 cos18 sin15 sin18 cos 22＝6.88
＝arccos
cos1 cos cos2 sin1 sin
1、结构弯角对造斜能力的影晌
⑶ 1°单弯螺杆钻具组合
1°双扶单弯螺杆+PDC，为防止全角变化率超标，启动转盘， 在钻进过程中当井斜达到10°以上，其稳方位，微降斜效果相当明 显，正常情况下降斜0.5～2.5°/100m，方位变化很小。
1°双扶单弯螺杆在稳斜段的应用分析
井号
钻头 类型
新文38-33 F1924C
L2/m /
弱降斜组合
0.8
18.0-27
复合钻进轨迹控制
根据钻井一公司: 双驱复合钻井轨迹控制技术研究
1、结构弯角对造斜能力的影晌 2、上稳定器尺寸及位置对造斜能力的影响 3、双驱钻井井眼轨迹控制现场施工技术
1、结构弯角对造斜能0.5°单扶单弯螺杆钻具组合在文33-152井、新卫 222井使用，钻进50-80m没有增斜效果。
转盘钻进轨迹控制
⑵稳斜组合(刚性满眼钻具原理)
①分为强、中、弱三种稳斜组合。 ②使用中要注意保持正常钻压和较高转速。 ③可使用双稳定器串联代替近钻头稳定器增强稳斜效果。
类型 强稳斜组合 中稳斜组合 弱稳斜组合
L1/m 0. 8-1.2 1.0-1.8 1.0-1.8
L2/m 4.5-6.0 3.0-6.0
合钻进增斜至要求的井斜角
跟踪 控制
从造斜结束,到钻完全井,都属于跟踪控制阶段。 可采用①转盘钻+稳定器组合进行增、稳、降斜钻进 ,当井斜或/和方位出现偏差时,用动力钻具增/降斜 或扭方位；②弯螺杆+直接头+MWD,发现井斜或方位 偏差,随时增/降斜或扭方位。
关于轨迹控制的几个重要概念
1、高边：有斜度的井段其井眼
用（重力工具面）
②磁性工具面：以磁北为基准
，在井斜较小时使用，数
水平面 值上等于井斜方位角加装 置角。
关于轨迹控制的几个重要概念
ω=0 °
ω=90 °
ω=180 °
ω=270 °
关于轨迹控制的几个重要概念
4、反扭矩：在用井底动力钻具钻进时，都存在 一个与钻头转动方向相反的扭矩，该扭矩被称 为反扭矩。
定向钻井技术
轨迹控制方法
第七节 定向井轨迹控制技术
直井段
转盘钻+防斜钻具组合
(防斜打直) 复合钻进(直螺杆/小弯角螺杆)
概念:从垂直井段的造斜点开始,使井眼沿一 定的方位
偏斜的作业
轨 迹 控 制
定向 造斜
方法
沿一定方位造斜至一定角度,用
直螺杆+弯接头 增斜组合增斜至要求的井斜角
弯螺杆+直接头 沿一定方位造斜至一定角度,复
为底部钻具组合。
转盘钻进轨迹控制
⑴增斜组合(杠杆原理)
①分为强、中、弱三种增斜组合。
②钻压越大,增斜能力越大;L1越长,增斜能力越弱。 ③近钻头稳定器直径减小,增斜能力也减小。
类型
L1/m L2/m L3/m
强增斜组合 1.0-1.8 /
/
中增斜组合 1.0-1.8 18-27 /
弱增斜组合 1.0-1.8 9-18 9
5、反扭角：使用井底动力钻具钻进时，因动力 钻具反扭矩的作用，使得井底钻具外壳向逆时 针方向转动一个角度，该角度被称为反扭角。
装置角(工具面角)与井斜角方位角的关系
装置角(工具面角)与井斜角方位角的关系
装置角(工具面角)与井斜角方位角的关系
装置角(工具面角)的计算
例题1：已知α1=15°，K=10°/100m ，Δφ= 22°，要求扭 完方位以后的井斜角为18°。试求装置角ω和扭方位的 井段长度ΔDm。
转盘钻进轨迹控制
转盘钻进轨迹控制: 在转盘钻进的基础上,利用靠近钻头的钻铤部
分,合理的使用扶正器,得到各种性能的钻具组合,实 现增斜、稳斜和降斜。 BHA（Bottom Hole Assembly）:钻头之上约40-
50m长的钻柱称为“下部钻柱”。在下部钻 柱
上安置某种钻具, 构成“下部钻具组合”,也 称
arccos
cos15cos6.88 cos18 sin15sin 6.88
75.19
Dm ＝ 6.88 68.8m
Kc 10 /100
如Δφ=-22°，其它不变，ω＝？ ΔDm＝？ γ= 6.88°，ω=-75.19°=284.19°，ΔDm= 68.8m。
⑵ 0.75°单弯螺杆钻具组合
0.75°双扶单弯螺杆钻具在胡5-200、卫360、胡7-282、文33-
152、胡5-197等井使用，其增、降斜率0.75°±/根。增斜率与设计
增斜率4°/30m相差太大；降斜率虽达到设计要求，但定向滑动钻 速比转盘慢，在定向增斜时少用或不用。
0.75°单扶单弯螺杆钻具＋PDC钻头，在濮7-147井等6口井试 验中，定向造斜率适中，一般为12-14°/100m。双驱复合钻进时增 斜率2-8°/100m。因此，0.75°单弯单扶螺杆比较适合中原油田钻 井的需要。
4.5
L3/m 9.0 9.0-18.0 9.0
L4/m 9.0 9.0-27.0
/
L5/m 9.0
/ 9
转盘钻进轨迹控制
⑶降斜组合(钟摆原理)
①分为强、弱两种降斜组合。 ②使用时注意保持小钻压。 ③对于强降斜组合,L1越长,降斜能力强,但不能与井壁有新的接触点。
类型
L1/m
强降斜组合 9.0-27.0
1、结构弯角对造斜能力的影晌
0.75°单扶单弯螺杆钻具复合钻进试验情况
井号
濮7-147 桥66-23 文279
马68
使用井段 m
2550—2780 2516—2634 2960—3150 2361-2837
造斜率 °/100m
12.6 4.66 -2 2 .5
使用目的
定向 自然增斜 微降斜 自然增斜