本发明涉及石油钻井工程中的钻井工程设计，具体涉及大位移井的井眼轨道优化设计与控制。对于三段式和四段式悬链线剖面，通过12个步骤完成设计井眼轨道。本发明提出了二维悬链线轨道设计的新方法；根据地层的自然造斜规律，划分出具有不同方位漂移率的若干个单元，由此组合成符合钻井工程实际的地层条件；在保持悬链线轨道特点和优势的基础上，考虑地层自然造斜规律的影响，提出了三维悬链线轨道的设计方法；不仅可以科学地计算出方位超前角和初始方位角，而且可以计算出井眼轨道上诸点的各种轨道参数，实现了悬链线剖面的三维漂移轨道设计，对于大位移井的钻井设计和施工具有真正的指导意义。本发明用于石油和地质勘探领域。