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定向井工程师培训系列之五(定向井钻具组合)

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定向井和工具专题培训课件

定向井和工具专题培训课件

中联煤层气有限责任公司 ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.
定向井简介
3.处理井下事故的特殊手 段：当井下落物或断钻事 故最终无法捞出时，可从 上部井段侧钻打定向井； 特别是遇到井喷着火常规 方法难以处理时，在事故 井附近打定向井(•称作救援 井)，与事故井贯通，进行 引流或压井，从而可处理 井喷着火事故。
定向井简介
2.井斜角的大小范围定向井又可分为：
常规定向井 ——井斜角＜55 ° 大斜度井 ——井斜角55 ° ～85° 水平井 ——井斜角＞85°
中联煤层气有限责任公司 ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.
定向井简介
• 井身基本参数
所谓井眼轨迹，实指井眼轴线。 一口实钻井的井眼轴线乃是一条空间曲线。为了进行轨 迹控制，就要了解这条空间曲线的形状，就要进行轨迹 测量（常说的测斜）。目前常规定向井是每隔一定长度 的井段测一个点。这些井段被称为“测段”，这些点被 称为“测点”。水平井使用随钻测量。 测斜仪器在每个点上测得的参数有三个，即井深、井斜 角和井斜方位角。这三个参数就是轨迹的基本参数。
2.垂深D——测点的垂直深度。 3.井斜角 —测点处井眼方向线（切线）与重力线间的 夹角。 4.方位角θ —正北方向至测点处井眼方向线在水平面投 影线间夹角。 5.水平位移—测点至井口所在的铅垂线的距离。(闭合距)
中联煤层气有限责任公司 ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.
中联煤层气有限责任公司 ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.
定向井简介
1）井斜变化率——以Ｋα表 示，严格地讲，井斜变化 率是井斜角α对井深Ｌ的 一阶导数，可写为：

定向井底钻具组合的类型

定向井底钻具组合的类型

定向井底钻具组合的类型吕永华根据井底钻具组合的设计目的或作用效果不同，可分为以下三类：增斜、降斜、稳斜。

实际上常规定向井的最基本钻具组合有四个，即马达造斜钻具，转盘增斜、降斜和稳斜。

在渤海地区常用钻具组合的总结如下：1、在12-1/4井眼中四套基本钻具组合有：马达造斜：12-1/4BIT+9-5/8Motor（1.15-1.5）+11-3/4STB+8NMDC+8HOS+8S.NMDC+F/V+7-3/4(F/J+JAR)+5HWDP(14)转盘增斜：12-1/4BIT+12-1/4STB+8NMDC(1)+8DC(2)+12-1/4STB+8DC(1)+12-1/4STB+8DC(5)+5HWDP(20)BOR：(2-4)º/30m降斜：12-1/4BIT+8NMDC(1)+12-1/4STB+8DC(1)+12-1/4STB+8DC(5)+5HWDP(20)BOR：-(2-3)º/30m强降斜在钻头上加两根钻挺。

稳斜：12-1/4BIT+12-1/4STB+8S.DC(2) +12-1/4STB+8DC(1)+12-1/4STB+8DC(5)+5HWDP(20)2、可以通过调整扶正器扶正翼尺寸的大小、扶正器之间钻挺的长度和钻压的大小达到不同的增降或者稳斜的效果如下：微增组合：12-1/4Bit+12-1/4STB+8DC(1)+12-1/4STB+8DC(1)+12-1/4STB+8DC(5)+5HWDP(20)微降组合：12-1/4Bit+8S.DC(1)+12-1/4STB+8DC(1)+12-1/4STB+8DC(5)+5HWDP(20)井底钻具组合表现出不同的效果，是由于不同的钻具组合具有各自的力学特性，这主要是钻头处产生的侧向力的方向和大小的不同。

从而使钻头按照预定的轨迹前进。

如果钻头不是按照预定的井眼轨迹前进，就需要在适当的时候，起钻调整钻具组合。

调整钻具的原因有三个：1、井斜不合适 2、方位不合适 3、井斜方位都不合适钻具组合的调整一般都在稳斜井段进行，调整钻具组合时应考虑以下几点：1、经调整后的钻具入井后具有预料的性能2、一般情况下采用微调的形式，以避免大幅度增斜/降斜导致稳斜段狗腿太大，造成井下事故3、尽量争取调整后的钻具能有较长的井段的进尺，以避免反复起下钻调整钻具，一是保证快速钻进，二是避免波浪形井眼轨迹地层因素同样影响着井眼轨迹，很明显同一套钻具组合在不同的地层表现出的性能是不一样的，或者说轨迹方位和井斜的变化率是不一样的，这是由于不同的地层因素的影响，主要有以下影响因素：1、地层倾角2、地层各向异性3、井眼方位与地层上倾方位之间的夹角4、钻压，井斜角，转速和钻头类型通常来说地层因素对井眼轨迹的影响有：1、通过软硬交错的地层，通常钻头倾向于垂直地层层面钻进2、如果层装地层倾角大于45度，通常钻头倾向与地层层面钻进3、如果预计钻进方向同于地层上倾方向，方位将按钻头自然漂移趋势漂移，而井斜将增加很快；如果预计钻进方向在地层上倾方向的左边，钻头将右漂；反之左漂。

定向井钻具组合

定向井钻具组合

定向井钻具组合下组合原则：1、二开双扶钟摆和18米单扶钟摆由井队自己选择。

2、PDC钻头下18米或8米单扶由井队自己选择。

3、钻铤的数量保证在最高钻压为钻铤重量的80%。

一、直井段1 ∮216 BIT（三牙轮钻头）+挡板+∮177.8mm无磁钻铤*1跟+∮177.8mm钻铤*1根+∮214mm扶正器+∮177.8钻铤*2 2/3柱+∮165钻铤*2柱+钻杆2 ∮216 PDC+挡板+∮177.8mm无磁钻铤+∮177.8mm钻铤*1根+∮214mm扶正器+∮177.8钻铤*2 2/3柱+∮165钻铤*2柱+钻杆二、深部直井段钻具组合∮216 PDC+挡板+∮165mm无磁钻铤*1根+∮214mm扶正器+∮165钻铤*3柱 +钻杆三斜井段1 ∮216 BIT（三牙轮钻头）+扶正器间组合长+∮165钻铤*3柱+∮127加重钻杆*5柱+钻杆2 ∮216PDC+扶正器间组合长+∮165钻铤*1柱+∮127加重钻杆*5柱+钻杆四、大斜度或特殊井组合∮216钻头+扶正器间组合长+∮127加重钻杆*10柱+钻杆五、∮311mm井眼1 ∮311 BIT（三牙轮钻头）+挡板+∮203mm无磁钻铤*1根+∮203m钻铤*1根+∮308m扶正器+∮203钻铤*1柱∮177.8钻铤*3柱+∮165钻铤*2柱+钻杆六、钟摆螺杆钻具组合：∮216 BIT（钻头）+螺杆+∮165mm无磁钻铤*1根+∮165钻铤*1柱+∮127加重钻杆*5柱+钻杆七、普通螺杆钻具组合1、∮216 BIT（钻头）+螺杆+∮165mm无磁钻铤*1根+∮127加重钻杆*5柱+钻杆2 ∮216 BIT（钻头）+螺杆+∮165mm无磁钻铤*1根+∮165钻铤*2柱+钻杆。

定向井工艺讲座(2)

定向井工艺讲座(2)
四 、 对于水平井常规钻具组合
1、增斜段： 增斜段： 钻头+动力钻具 无磁钻铤 短节+无磁钻铤 钻头 动力钻具+无磁钻铤 动力钻具 无磁钻铤+MWD短节 无磁钻铤 加 短节 无磁钻铤+加 重钻杆+斜坡钻杆 普通钻杆 重钻杆 斜坡钻杆+普通钻杆。 斜坡钻杆 普通钻杆。 1.1对于 17 1/2″ 和12 1/4″ 大井眼 对于 17 1/2″Bit+9 5/8″×1.50度单弯动力钻具 × 度单弯动力钻具 +8″NMDC×1根+MWD+631×630（陀螺定向接头） × 根 × （陀螺定向接头） +8″DC×3根+631×410+5″HWDP+5″DP（浅海）。 × 根 × （浅海）。 12 1/4″Bit+7 3/4″×1.50度单弯动力钻具 × 度单弯动力钻具 +7″NMDC×1根+MWD+ 7″NMDC×1根+ × 根 × 根 5″HWDP+5″XPDP+5″DP（草桥）。 （草桥）。
2)采取的技术措施是： 2)采取的技术措施是： 采取的技术措施是
记好啊
1、侧钻前要扫水泥塞到预定位置，静压试水泥塞胶结 、侧钻前要扫水泥塞到预定位置， 强度和承压能力。 强度和承压能力。 2、尽量用牙轮而不是PDC钻头。 、尽量用牙轮而不是 钻头。 钻头 3、摆好工具面，接近“零钻压”控时钻进，前6-8m井 、摆好工具面，接近“零钻压”控时钻进， 井 段钻进速度为相应直井段的一半。 段钻进速度为相应直井段的一半。 4、钻进中途避免活动钻具，接单根后将钻头放到井底 、钻进中途避免活动钻具， 后，才能开泵钻进。 才能开泵钻进。 5、每2h捞取一次砂样，判断侧钻井眼的形成情况，在 、 捞取一次砂样，判断侧钻井眼的形成情况， 捞取一次砂样 完全进入新地层后，逐步加至正常钻压钻进。 完全进入新地层后，逐步加至正常钻压钻进。

定向井专业知识培训教材

定向井专业知识培训教材
可钻水平井，提高单井产量和采收率。 ⅳ在高寒、沙漠、海洋等地区，可用丛式井开采油气。
三．定向井分类
随着定向钻井技术的发展，定向井的种类越 来越多。
三．按设计井眼轴线形状分
ⅰ两维定向井：井眼轴线在某个铅垂平面上 变化的定向井，井斜变化，方位不变化。
ⅱ三维定向井：井眼轴线在三维空间变化的 定向井，井斜变化，方位变化。可分为：三 维纠偏井和三维绕障井。
井深885 m ,井斜0.10,方位200；井深1313 m，井斜00，方位00； 井深1720m吊测未成，继续钻进至定向。
安56-17x1井，设计垂深3180米（A2980米），侧钻点1920米。当 钻至2420米(27度、192度)，甩掉单弯（1度），稳斜。井深2668米 （25度、203度），起钻，下如单弯（1.25度）增斜扭方位，2790米 （32度、187度），造成全角变化率超标达到4.17度/25米。完钻电测 5次通井。
设计方位
相同，故起钻。下入稳斜钻具，钻至造斜点处定向。
稳斜井段（1325米）
钻具组合：Φ216mmPDC（5翼）+Φ159mmNDC+Φ159mmLDC +Ф214mm螺扶+Φ159mmLDC +Ф214mm螺扶+Φ159mmLDC ×5柱+Φ127mm钻杆
钻井叁数： 钻压80KN
转速203N/MIN、
直井段（167米）
钻具组合：Φ216mmHAT127+Φ159mmNDC+Φ159mmLDC +Ф214mm螺扶+Φ159mmLDC +Ф214mm螺扶 +Φ159mmLDC ×5柱+Φ127mm钻杆
1
钻井叁数： 钻压80KN

定向井工程师培训系列之五(定向井钻具组合)

定向井工程师培训系列之五(定向井钻具组合)
定向井工程师培训系列之五
--定向井常用钻具组合--
陈秋炎 200908 新疆
一
定向井常用钻具组合的分类 定向井常用钻具组合的分类 常规钻具组合 导向钻具组合 旋转导向钻具组合
二
三
四
一、定向井常用钻具组合的分类
一、常规钻具组合 造斜钻具组合 斜向器（也叫变向器）造斜 井下马达造斜 增斜钻具组合 稳斜钻具组合 降斜钻具组合 二、导向钻具组合 三、旋转导向钻具组合


二、常规钻具组合－增斜钻具组合

常用增斜钻具组合为：钻头十近钻头扶正器十非磁钻铤十钻铤（非磁钻 铤和钻铤的总长度为18～30米之间）十扶正器十钻铤（10米）十扶正 器十钻铤十随钻震击器十加重钻杆十钻杆（见图9－10，从下至上，增 斜效果越来越强。图中UG是指尺寸不足的扶正器）
二、常规钻具组合－增斜钻具组合

施工注意事项： 1．按设计钻井参数钻进，均匀送钻，使井眼曲率变化平缓。 2．每钻进25～50米测量一次，掌握井斜、方位的变化趋势，随时跟踪轨迹走 向。如果增斜率不能满足设计要求，应及时采取措施： （1）调整钻压改变增斜率。增加钻压可使增斜率增大，减小钻压，则使增斜 率降低。 （2）更换钻具组合，改变近钻头扶正器与相邻扶正器之间的距离。改变的范 围为10～30米，距离越短，增斜率越低，距离越长，增斜率越高； （3）改变近钻头扶正器与相邻扶正器之间的钻铤刚性，刚性越高，增斜率越 低；刚性越低，增斜度越高。 （4）钻头底部距近钻头扶正器翼片中部的距离为0.7～1.2米。 3．如果增斜率比设计值稍低（1.5°／30米以内），可采用强行增斜法。 （1）接单根后，开泵至设计排量，慢慢加压至设计钻压的75％左右； （2）转动转盘至设计转速，同时逐步增加钻压至允许的最大钻压； （3）钻完一个单根时，马上停转盘，钻压不回零，上提钻具。 （4）划眼时，井底的最后2米左右不划眼。 采用强行增斜法要注意：一是当前钻进的转盘扭矩不应过大；二是启动转盘时， 要保持钻压达到预定的数值；三是整个井下钻具各组件质量应合格；四是采用 这种特殊方法只能达到微增效果（增斜率可提高1.2°／30米左右——经验数 据）。

定向井专业知识培训教材

定向井井眼轨迹控制
介绍如何通过工具面调整、钻压控制等手段 实现定向井的轨迹控制。
02
01
定向井完井工艺
介绍定向井的完井方法、完井工具及完井工 艺要求。
04
03
03 定向井井眼轨迹控制
井眼轨迹的基本概念
井眼轨迹
在定向井钻井过程中， 钻头在地下钻过的实 际路径，通常用一系 列的井斜角和方位角 记录。
案例四
某油田老井侧钻工程
定向井钻井工程常见问题与解决方案
问题一
井眼轨迹控制难度大
解决方案二
选用适合地层特性的钻井液，加强钻井液维护和处 理，采取相应技术措施。
解决方案一
采用先进的测量仪器和定向工具，优化钻具组 合和钻井参数。
问题二
钻井液漏失和地层不稳定
问题三
钻井过程中出现卡钻和掉钻事故
解决方案三
加强钻具检查和维护，优化钻井参数和钻井液性能，采 取相应应急措施。
多元化和个性化需求日益凸显
05
06
展望三
针对不同油田和气田的特性，开发更加多元化 和个性化的定向井钻井技术，满足不同客户的 需求。
06 定向井安全与环境保护
定向井钻井工程安全技术要求
定向井钻井设备安全
01
确保钻机、钻杆、钻头等设备完好，定期进行维护和检查，防
止设备故障导致的安全事故。
作业人员安全培训
01
02
03
04
地层评价
准确评价地层岩性、物性、含 油气性等信息。
钻井轨迹控制
根据定向井设计要求，控制钻 井轨迹，满足靶点要求。
钻井参数优化
优化钻压、转速、泵压等钻井 参数，提高钻井效率。
钻井液技术要求
根据地层和工程要求，对钻井 液密度、粘度、切力等参数进

钻具组合

对于定向井常规钻具组合1、增斜钻具（一般增斜率6゜/100m）增斜钻具组合一般采用双稳定器组合。

是利用杠杆原理设计的，它有一个近钻头足稳定器作为支点，第二个稳定器与近钻头稳定器之间的距离应根据两稳定器之间的刚性（尺寸）大小和要求的增斜率的大小确定，一般为20m（两根钻铤长度），两稳定器之间的钻铤在钻压下，产生向下的的弯曲变形，使钻头产生斜向力。

例如：1.1 对于9 5/8″井眼增斜钻具组合：9 5/8″Bit+Φ244mmSST+挡板+7″NMDC×1根+7″DC×1根+Φ244mmSST+ 7″DC×1根+Φ244mmSST +7″DC×2柱+5″DP（常规）9 5/8″Bit+Φ244mmSST+挡板+5″NMDP×1根+7″DC×1根+Φ244mmSST+ 7″DC×1根+Φ244mmSST +7″DC×2柱+5″DP（参考）9 5/8″Bit+Φ244mmSST+挡板+5″NMDP×1根+5″DP×1根+Φ244mmSST+ 7″DC ×1根+Φ244mmSST +7″DC×2柱+5″DP（参考）1.2 对于8 1/2″井眼增斜钻具组合：8 1/2″Bit+Φ214mmSST+挡板+6 1/4″NMDC×1根+6 1/4″DC×1根+Φ214mmSST+ 6 1/4″DC×1根+Φ214mmSST +6 1/4″DC×2柱+5″DP（常规）8 1/2″Bit+Φ214mmSST+挡板+5″NMDP×1根+6 1/4″DC×1根+Φ214mmSST+ 6 1/4″DC×1根+Φ214mmSST +6 1/4″DC×2柱+5″DP （参考）8 1/2″Bit+Φ214mmSST+挡板+5″NMDP×1根+5″DP×1根+Φ214mmSST+ 6 1/4″DC×1根+Φ214mmSST +6 1/4″DC×2柱+5″DP（参考）2、微增斜钻具（一般增斜率3゜/100m）微增斜钻具组合在井下的受力情况和增斜钻具相同，主要是通过减小近钻头稳定器与2号稳定器的距离或者减小近钻头稳定器的外径尺寸（欠尺寸稳定器），以减小钻具的造斜能力。

定向井

[转] 钻井技术员成长之路6(定向井基础) 2012-3-12 19:10阅读(14)转载自羽龙下一篇：这么经典的话，你... | 返回日志列表∙转载(1321)∙分享∙评论∙复制地址∙更多序言：在上一集里，我们介绍了钻具组合和喷嘴的安装及造成的压力降，也拿出了一些技术员的经验。

如果同一口井，一个深度，同样的泵在钻头(14*15*16)+螺杆+一根钻铤+上部钻具组合的情况下，开泵循环有16Mpa的压力，而后钻头卸去喷嘴，甩掉螺杆和钻铤就接上部钻具在同一个井深，同一个泵，同种泥浆性能下开泵循环却只有13Mpa，请问那3个Mpa从哪来的？那么螺杆造成了压降会使钻头的压降忽略不计吗？请同学，朋友们思考一下！今天这一集，我们主要介绍定向方面的一些知识，很浅显，仅用于现场的操作。

正文一．井口操作我们经常碰见的井大都是定向井，就算有直井，也会打偏而定向纠偏。

那么在打一口定向井，或者水平井时，对直井段的要特别注意，必须要加以控制。

参看资料1中对3000米内，地层倾角大于30度的井有水平位移的要求，一般可以通过单点测斜来获得当前井斜，方位的数据。

在起钻前把多点从钻柱内投到靠进钻头处，然后在起钻过程中利用每起一个立柱静止卸口的时间进行测量和记录。

也就是说每上提一柱，司钻在本子上记录当前时间。

起钻完后将一起把记录本和仪器送到定向服务中心做数据分析来了解当前井的轨迹，如果需要提前下入定向仪器纠偏，会打电话联络什么时候上定向的仪器和人员。

井下定向法是先用正常下钻法将造斜工具下到井底，然后从钻柱内下入仪器测量工具面在井下的实际方位；如果实际方位与预定方位不符，亦可在地面上通过转盘将工具面扭到预定的定向方位上。

在定向组合钻具入井时，我们经常看见定向工程师在井口量角差。

这个角差是有螺杆上的高边方向线和定向接头上的定向键组成。

上图中的红圈里的线就是螺杆的高边线，它是弯螺在井下定向时所钻进的方向。

上图为定向仪器乘载的定向接头的结构图。

T3教案_定向井钻具组合

T3教案_定向井钻具组合教学目标：1.了解定向井钻井技术的基本原理和特点；2.掌握定向井钻具的组合形式和使用方法；3.培养学生的动手能力和团队合作意识。

教学内容：1.定向井钻井技术概述；2.常用的定向井钻具组合形式；3.定向井钻具的使用方法；4.定向井钻具的维护与保养。

教学步骤：Step 1：定向井钻井技术概述（15分钟）1.介绍定向井钻井技术的概念和应用领域；2.讲解定向井钻井技术的基本原理和特点。

Step 2：常用的定向井钻具组合形式（20分钟）1.介绍常见的定向井钻具组合形式，如扩孔器、定向井钻头等；2.讲解各种组合形式的应用场景和特点。

Step 3：定向井钻具的使用方法（30分钟）1.详细介绍定向井钻具的使用步骤；2.示范如何组装和使用定向井钻具；3.要求学生进行实际操作，锻炼他们的动手能力。

Step 4：定向井钻具的维护与保养（20分钟）1.讲解定向井钻具的日常维护和保养方法；2.强调定向井钻具的安全使用要求；3.要求学生掌握定向井钻具的正确认识和使用方法。

Step 5：巩固与拓展（15分钟）1.进行小组讨论，总结定向井钻具的组合形式和使用方法；2.邀请学生展示他们的学习成果；3.布置相应的作业，巩固学生对定向井钻具的理解。

教学资源：1.投影仪和电脑；2.定向井钻具的实物样品；3.教师准备好的教学PPT。

教学评价：1.观察学生在课堂上的学习情况；2.评价学生在实际操作中的动手能力；3.评估学生对定向井钻具组合形式和使用方法的掌握程度。

教学反思：通过本次教学，学生对定向井钻具组合形式和使用方法有了更深入的了解，同时他们的动手能力和团队合作意识也得到了锻炼和提升。

但是，由于时间有限，有些内容可能没有讲解得很充分，需要在以后的教学中进行进一步的拓展和深化。

此外，针对学生的实际情况，可以增加一些实际案例的讲解，以加强他们的应用能力。

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三、导向钻具组合
三、导向钻具组合






典型的导向钻具组合 17-1/2″井眼导向组合：17-1/2″钻头（0.45m）＋95/8″导向马达（9.7m）＋ 16″ 扶正器(2.1m)＋8″浮阀接头(0.9m)＋8″随钻测斜仪(MWD)(10m)＋8″非磁钻铤 (9.5m)＋（8″定向接头）(0.7m)＋8″钻铤(28m)+8″配合接头(0.7m)+5″加重钻杆 (200m)+5″钻杆 钻井参数：钻压 2－20T 排量 2800－4000LPM 转速 0－40（60）RPM（依马达弯角确定钻柱最高转速） 12-1/4″井眼导向组合：12 1/4″PDC钻头（0.4m）＋9 5/8″导向马达（9.7m）＋ 11 3／4″扶正器(1.7m)＋8″浮阀接头(0.9m)＋8″随钻测斜仪(MWD)(10m)＋8″非磁 钻铤(9.5m)＋8″配合接头(0.7m)＋5″加重钻杆(200m)＋5″钻杆 钻井参数：钻压 2－11T 排量 2600－3800LPM 转速 0－40（60）RPM（依马达弯角确定钻柱最高转速） 8-1/2″井眼导向组合：8 -1/2″PDC钻头（0.25m）＋6 -3/4″导向马达（7.5m）＋ 8″扶正器(1.7m)＋61/2″浮阀接头(0.7m)＋6 3／4″随钻测斜仪(MWD)(10m)＋63/4″非磁钻铤(9.5m)＋5″加重钻杆(200m)+5″钻杆 钻井参数：钻压 2－10T 排量 1800－2200LPM 转速 0－40（60）RPM（依马达弯角确定钻柱最高转速）
三、导向钻具组合

组成：由高效能钻头、导向动力钻具 MWD 组成一体，并辅之计算机 软件而组成。 功能：可适时变更定向和开转盘两种工况，连续完成定向造斜、增斜、 稳斜、降斜及扭方位操作，而不用起钻变更钻具组合，就能快速钻出高 质量的井眼轨迹的钻井方式。
Adjustable Gauge Motor AGS™ / TRACS™ SlickBore™ GEO -PILOT™
不旋转外筒式
四、旋转导向钻具组合－ GEO-PILOT
四、旋转导向钻具组合－ GEO-PILOT
钻井参数：钻压2～15klbs,排量1700~2000LPM,转速120~150RPM

施工注意事项： 1．按设计钻井参数钻进，均匀送钻，使井眼曲率变化平缓。 2．每钻进25～50米测量一次，掌握井斜、方位的变化趋势，随时跟踪轨迹走 向。如果增斜率不能满足设计要求，应及时采取措施： （1）调整钻压改变增斜率。增加钻压可使增斜率增大，减小钻压，则使增斜 率降低。 （2）更换钻具组合，改变近钻头扶正器与相邻扶正器之间的距离。改变的范 围为10～30米，距离越短，增斜率越低，距离越长，增斜率越高； （3）改变近钻头扶正器与相邻扶正器之间的钻铤刚性，刚性越高，增斜率越 低；刚性越低，增斜度越高。 （4）钻头底部距近钻头扶正器翼片中部的距离为0.7～1.2米。 3．如果增斜率比设计值稍低（1.5°／30米以内），可采用强行增斜法。 （1）接单根后，开泵至设计排量，慢慢加压至设计钻压的75％左右； （2）转动转盘至设计转速，同时逐步增加钻压至允许的最大钻压； （3）钻完一个单根时，马上停转盘，钻压不回零，上提钻具。 （4）划眼时，井底的最后2米左右不划眼。 采用强行增斜法要注意：一是当前钻进的转盘扭矩不应过大；二是启动转盘时， 要保持钻压达到预定的数值；三是整个井下钻具各组件质量应合格；四是采用 这种特殊方法只能达到微增效果（增斜率可提高1.2°／30米左右——经验数 据）。
二、常规钻具组合－降斜钻具组合

常用降斜钻具组合：钻头十短钻铤（3～8米）十稳定器十非磁钻铤十 稳定器十钻铤十键槽破坏器十挠性接头十震击器十加重钻杆十钻杆。 （见图9一12，从下至上，降斜效果越来越强）。
二、常规钻具组合－降斜钻具组合

注意事项：
1．定向井的降斜钻具组合不宜采用大钟摆式，否则降斜率过高，起下钻困难。 2．降斜段一般接近完井井段，井下扭矩和摩擦阻力较大，在满足中靶的前提 下，应尽量简化钻具组合，使用加重钻杆加压。 3. 降斜钻具柔性较大，钻进时方位的漂移率也相应较大，需密切注意方位和 井斜的变化。
பைடு நூலகம்
二、常规钻具组合－造斜钻具组合

斜向器（也叫变向器）造斜
斜向器的结构如图所示。这是最早使用的造斜工具，由于工艺繁杂， 现在仅用于套管内开窗侧钻，或不适宜用井下马达造斜的井段。
二、常规钻具组合－造斜钻具组合


井下马达造斜
常用造斜钻具组合为：钻头十井下马达十定向弯接头（或：弯接头 ＋定向接头）十非磁钻铤十普通钻铤（ 0～30 米）十挠性接头十震 击器十配合接头＋加重钻杆＋钻杆。 工作原理：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。 影响钻具的造斜能力主要因素：a).弯接头的弯角b).动力钻具的长 度 常用弯接头的造斜能力预测见下页表中所列。 根据造斜井段或扭方位井段的井眼尺寸和井深及井温来选择井下马 达。 使用的牙轮钻头应选用适应高转速的金属密封滚动轴承钻头，在浅 层、可钻性好的软地层应使用铣齿钻头或合适的PDC 钻头。
三、导向钻具组合


导向钻井系统的优点
导向钻井系统最大的特点是用一套钻具组合实现多种定向作业， 这样就节省了大量的起下钻时间，缩短了建井周期，节约了钻井费用， 因此对昂贵的海上钻井有特别重要的意义。 其主要优点有： （1）及时控制井眼轨迹，提高钻井的准确性。采用MWD 跟踪监测 井眼轨迹，一旦发现轨迹不合要求，便可随时进行方位和井斜的调整， 提高井眼轨迹的精度； （2）减少起下钻次数，提高钻井效率。由于使用一套井下钻具组合， 就能完成多种定向作业，减少了起下钻的次数，从而避免许多井下事故 的发生； （3）充分发挥钻头潜力，提高机械钻速。由于导向动力钻具的多功 能性，减少了为控制井眼轨迹而进行的起下钻，从而得以优化钻头使用 效果。钻头受到的侧向力一般较小，也有利于延长钻头寿命和增加钻头 进尺。 （4）利用计算机技术监测与预测井眼轨迹以及导向马达和钻头的工 作性能，能及时调整有关可控因素、钻进方式，确保井眼轨迹控制得以 安全、准确、迅速、连续地进行。

四、旋转导向钻具组合－ POWER DRIVE
SCHLUMBERGER ANADRIL公司的POWER DRIVE系统
井眼 支撑翼肋 控制机构
导向方式：偏置钻头
偏置方向
（BIAS THE BITS）
调制式：整体旋转
动力：钻井液压差
四、旋转导向钻具组合－ POWER DRIVE
四、旋转导向钻具组合－AUTO TRAK BAKER HUGHES INTEQ公司的AUTO TRAK RCLS系统
定向井工程师培训系列之五
--定向井常用钻具组合--
陈秋炎 200908 新疆
一
定向井常用钻具组合的分类 定向井常用钻具组合的分类 常规钻具组合 导向钻具组合 旋转导向钻具组合
二
三
四
一、定向井常用钻具组合的分类
一、常规钻具组合 造斜钻具组合 斜向器（也叫变向器）造斜 井下马达造斜 增斜钻具组合 稳斜钻具组合 降斜钻具组合 二、导向钻具组合 三、旋转导向钻具组合
三、导向钻具组合

导向钻井系统分类
（1）几何导向钻井系统
几何导向钻井系统由钻头、导向马达、无线随钻测斜仪和 地面计算机系统组成。它的主要特点为不需要起下钻就可以连 续地完成造斜、增斜、降斜、扭方位、稳斜钻进，有利于提高 钻进速度和控制井眼轨道沿设计轨道钻进。 （2）地质导向钻井系统 地质导向钻井系统由钻头、导向马达、无线随钻测井仪、 无线随钻测斜仪和地面计算机系统组成。它的主要特点为不需 要起下钻就可以连续地完成造斜、增斜、降斜、扭方位、稳斜 钻进，有利于提高钻进速度和控制井眼轨道，并且可以随时测 得地层参数，以便及时修改地质设计和井眼轨道。


二、常规钻具组合－造斜钻具组合
弯接头造斜率数据表
二、常规钻具组合－造斜钻具组合
根据测斜仪器的种类不同，分为五种定向方式：
单点定向 地面记录陀螺（SRO）定向 有线随钻测斜仪（SST）定向 无线随钻测量仪（MWD）定向 自寻北陀螺（North-Seeking Gyroscopes）定向
四、旋转导向钻具组合

滑动导向技术的特点是在导向作业时，上部钻具不随钻头转动，随钻进 深度的增加，钻柱整体沿井壁向下滑动（井眼轴向），这种工作方式可 能带来摩阻过大和井眼清洁不完善两大问题。轴向摩阻使得在滑动方式 下很难控制钻头上的钻压，这个问题随着水平位移的增加越来越明显， 在极限情况下，钻柱发生屈曲，从而限制了定向井、水平井的有效深度。
导向方式：偏置钻头 （BIAS THE BITS）
不旋转外筒式
动力：独立液压系统
四、旋转导向钻具组合－AUTO TRAK
四、旋转导向钻具组合－AUTO TRAK
四、旋转导向钻具组合－ GEO-PILOT HALLIBURTON SPERRY-SUN公司的GEO-PILOT系统
导向方式： POINTING THE BITS 偏置钻柱
二、常规钻具组合－稳斜钻具组合

常用的稳斜钻具组合：钻头十近钻头扶正器十短钻铤（3～6米）十扶正器十非 磁钻铤十扶正器十钻铤十（键槽破坏器）十挠性接头十震击器十加重钻杆 （见图9－11，从下至上，稳斜效果越来越强。图中UG是指尺寸不足的扶正器）
二、常规钻具组合－稳斜钻具组合

施工措施：
1．造斜或增斜结束后，下入第一趟稳斜钻具时，从造斜点开始要慢慢下钻。 尤其是在软地层、高造斜率的情况下，容易遇阻，并可能产生新井眼，必须注 意： （1）下钻遇阻时，活动钻具3～5次，切勿 “压死”钻具； （2）开泵，慢慢下放2～3次。 （3）在遇阻点以上1.5米左右，中高速转动转盘（80～90转／分），快速下 放，钻压不超过98千牛（10吨）； （4）通过遇阻点以后，上、下活动钻具l～2次，继续下钻。 注意：在硬地层时，稳斜钻具在造斜段遇阻，仍可采用前述（1）、（2）步骤， 只是活动钻具的次数适当减少，仍然遇阻时，同样要转动转盘，只是转速适当 地低一些，且控制钻压，慢慢下放，切勿“压死”钻具。 2．在方位右漂严重的地层中钻进，可采用“超长翼”的扶正器（钻具组合相 同），以稳定方位角。也可采用某些具有左漂特性的PDC钻头（如R426型）。 3．总结同一地层的自然增斜或降斜特性，合理地选择稳斜钻具组合。 4．测斜，最大测斜间距不超过60米，特殊井的关键井段测斜间距应为30米左 右，并及时绘制垂直剖面图和水平投影图，随时掌握实钻井眼轨迹情况。