钛合高精度高温压力传感器、位移传感器助力 旋转导向钻井系统(近钻头地质导向钻井系统)

自动旋转导向钻井工具结构原理及特点[摘要] 自动旋转导向钻井工具弥补了滑动式导向钻井工具在定向井钻井,特别是在大位移井及长距离水平井的使用中暴露的缺点与不足。

浅显分析国内外在定向钻井工具技术差距,从结构原理和特点上出发阐述了自动旋转导向向钻井工具的。

[关键词] 自动旋转导向钻井工具一.前言现有的滑动式导向钻井工具在定向钻井,特别是在大位移井及长距离水平井的使用中暴露出不少缺点与不足。

自动旋转导向钻井工具可以弥补这些缺点,是目前定向钻井工具发展的一个热点及方向。

笔者据此介绍美国三家公司的自动旋转导向钻井工具的结构原理及特点。

针对现有定向钻井工具的缺点和不足,浅析今后旋转导向钻井工具结构设计的发展趋势。

迄今为止,定向钻井技术经历了三个里程碑:①利用造斜器(斜向器)定向钻井;②利用井下马达配合弯接头定向钻井(造斜率是弯接头弯角、井下马达刚度和地层岩石硬度的函数);③利用导向马达(弯壳体井下马达)定向钻井(弯角点离钻头的距离近得多,因此产生的造斜率大)。

目前这三种定向钻井工具在世界各地被广泛使用,并促进了定向钻井技术的快速发展,使得今天人们能够应用斜井、丛式井、水平井技术开发油田。

二.目前国内定向钻井工具现状随着石油工业的发展,为了获得更好的经济效益,需要开发深井、超深井、大位移井和长距离水平井,而且常常要在更复杂的地层,如高陡构造带钻井。

这些都对定向钻井工具提出了更高的要求。

目前以井下马达为主的定向钻井工具已不能满足现代钻井技术的要求,主要存在以下缺点和不足:(1)利用井下马达导向时是滑动钻进,钻柱弯曲比旋转钻进时严重,井壁与钻柱间的轴向摩擦力大,使钻压很难加在钻头上。

在大延伸井和水平井中这一情况更严重,在极端情况下会造成钻柱屈服,因此它限制了水平井和大斜度井的深度。

(2)在地面对井下马达进行扭方位操作时,旋转摩擦、钻头扭矩、钻杆的扭转弹性变形等都妨碍了工具面的控制,从而影响井下马达在大斜度井和水平井中的使用。

旋转导向钻井技术及Power-V导向系统介绍摘要：旋转导向钻井技术主要指井眼轨迹自动控制的闭环自动钻井技术，是20世纪90年代初期发展起来的一项钻井新技术，代表着当今国际钻井技术的最新发展方向，对超深井、超薄油层水平井、大位移井、分支水平井等轨迹控制具有独特效果。

本文分析了旋转导向钻井系统的技术特点，介绍了国内外旋转导向钻井系统的发展、应用情况。

并详细介绍了斯伦贝谢公司旋转导向系统Power-V的组成和工作原理。

1.概述所谓旋转导向钻井，是指钻柱在旋转钻进过程中实现过去只有传统泥浆马达才能实现的准确增斜、稳斜、降斜或者纠方位功能。

旋转导向钻井技术的核心是旋转导向钻井系统，如图1所示。

它主要由井下旋转自动导向钻井系统、地面监控系统和将上述2部分联系在一起的双向通讯技术3部分组成。

旋转导向钻井系统的核心是井下旋转导向工具，旋转导向钻井系统主要由以下几部分组成：①测量系统:包括近钻头井斜测量、地层评价测量，MWD/LWD随钻测量仪器等，用于监测井眼轨迹的井斜、方位及地层情况等基本参数。

②控制系统:接收测量系统的信息或对地面的控制指令进行处理，并根据预置的控制软件和程序，控制偏置导向机构的动作。

图1 旋转自动导向钻井系统功能框图2.旋转导向钻井技术的特点旋转导向钻井技术与传统的滑动导向方式相比有如下突出特点：①旋转导向代替了传统的滑动钻进：一方面大大提高了钻井速度，另一方面解决了滑动导向方式带来的诸如井身质量差、井眼净化效果差及极限位移限制等缺点，从而大大提高了钻井安全性，解决了大位移井的导向问题；②具有不必起下钻自动调整钻具导向性能的能力，大大提高了钻井效率和井眼轨迹控制的灵活性，可满足高难特殊工艺井的导向钻井需要；③具有井下闭环自动导向的能力，结合地质导向技术使用，使井眼轨迹控制精度大大提高。

旋转导向钻井技术的上述特点，使其可以大大提高油气开发能力和开发效率，降低钻井成本和开发成本，满足了油气勘探开发形势的需要。

旋转导向工具在水平井中应用探讨摘要：旋转导向钻井技术在国内外已经得到了广泛的运用，随着我国大部分油田进入开发中后期，主力勘探区块勘探程度较高，勘探新区多处于特殊环境，油田在开发过程中大量采用水平井、大位移井、丛式井、高难度定向井等，在这些特殊钻井工艺应用过程中，地质导向技术在引导钻头及控制井眼轨迹的方面起到关键作用，大大提高了钻井成功率。

关键词：旋转导向工具；AutoTrack Curve；AutoTrak G3；应用；探讨1 前言近年来，随着我国大部分油田进入开发中后期，主力勘探区块勘探程度较高，勘探新区多处于特殊环境，勘探开发成本不断升高，为了提高油气采收率、降低开采成本，油田在开发过程中大量采用水平井、大位移井、丛式井、高难度定向井等，为了提高特殊钻井工艺钻井成功率，引导钻头及控制井眼轨迹的地质导向技起到关键作用。

旋转导向钻井技术是20 世纪90 年代出现的一项尖端自动化钻井新技术，技术核心是旋转导向钻井系统。

其结构主要包括自动导向钻井系统、地面监测系统、及将上述两部分联系在一起的双向通讯而组成。

目前旋转导向钻井技术因其施工井眼轨迹规则平滑、水平段延伸能力强、钻速高、成本低、建井周期短等优势，在国内外水平井、大位移井、丛式井油气开发中得到了广泛应用。

2 旋转导向技术简介旋转导向钻井技术（RSS）主要由地面系统和井下控制系统组成，具体可以分为地面监控系统、通讯系统、随钻测量系统及井下导向工具系统四部分，如下图1所示，其中，井下导向工具系统是一个集机、电、液于一体的自动控制系统，能够控制钻头钻进轨迹，是旋转导向系统的核心所在。

旋转导向主要作用是钻井导向、实时监控、双向通讯、连续导向，先进的旋转导向钻井系统具备地质导向、实时可视化、闭环控制及耐温能力强的特点。

图1 旋转导向系统组成旋转导向技术根据导向方式不同，可以分为推靠式和指向式两种，其中，指向式旋转导向系统具有摩阻小、水平位移大、钻井质量高等优势，地层适应性好，能够适应各种复杂工况，应用越来越普遍。