黑龍江鑽井工具廠家淺析典型旋轉導向鑽井係統工具

旋轉地質自動導向鑽井技術是20世紀90年代初期發展起來的一項鑽井新技術，可以實現井眼軌跡的連續控製，代表了鑽井技術發展的高水平。旋轉導向鑽井技術包括地麵監控係統、井下旋轉導向鑽井工具係統和隨鑽測量係統。地麵監控係統用來完成旋轉(地質)導向二維建模、定向井水平井剖麵設計或修正設計、底部鑽具組合受力分析、井下信號解釋處理、井眼軌跡參數計算等工作。井下旋轉導向鑽井工具係統包括導向裝置、雙向通訊和動力模塊、無磁模塊穩定器等井下工具。隨鑽測量係統包括傳感器模塊、優化旋轉密度儀和動態與壓力模塊等隨鑽地質特性和鑽具特性測量T具。旋轉導向鑽井係統具有以下優點：(1)使用一套鑽具組合完成定向造斜、增斜、穩斜和水平段等各種井段鑽進任務，減少起下鑽更換鑽具組合的時間，提高鑽井時效；(2)能夠實現井眼軌跡的平滑、連續鑽進，及時測量，能提高井眼軌跡控製精度；(3)不會影響井壁的穩定性，減少了造斜肋塊磨損；(4)自動導向控製，靶點井斜角控製並保持在-4-0．2。，A、B靶點縱向距離控製並保持在-4-0．4m之內。目前商業化應用較廣泛的旋轉導向係統有斯倫貝謝的Power Drive、哈裏伯頓的Geo—Pilot、貝克休斯的Auto Track等。

1 斯倫貝謝Power Drive

Power Drive SRD係統主要由測控穩定平台和偏置執行機構組成。測控穩定平台內部包括測量傳感器、井下CPU和控製電路，通過上下軸承懸掛於外筒內。整個工具係統在隨鑽柱一起旋轉時，穩定平台通過控製其兩端的扭矩發生器輸出的扭矩大小，使穩定平台不隨鑽柱一起旋轉，處於一種隨動穩定狀態(如罔1所示)。

井下導向工作時，穩定平台控製上盤閥的相對穩定，而隨鑽柱一起旋轉的下盤閥上的液壓孔將依次與上盤閥上的高壓孔接通，鑽柱內部的高壓鑽井液通過該臨時接通的液壓通道進入相關的翼肋支撐液壓腔，在鑽柱內外鑽井液的壓差作用下，翼肋被支出。這樣，隨著鑽柱的旋轉，每個支撐翼肋都將在相同位置支出，從而為鑽頭提供一個側向力，產生導向作用。

2 哈裏伯頓的Geo—Pilot

Geo—Pilot旋轉導向係統是由Sperry和JOGMEC(日本石油天然氣和金屬國家股份有限公司)共同開發的。該係統主要由驅動心軸，不旋轉外筒和偏心環偏置機構組成。不旋轉外筒裝有兩個偏心環，一個位於另一個內部，該偏心環總成組成了精細、緊湊經久耐用的計算機控製的偏心單元，兩個偏心環驅動軸偏離鑽具中心，致使鑽頭產生偏斜力，從而實現全部旋轉的導向鑽進

3 貝克休斯的Auto—Track

AutoTrak RCIS係統的井下偏置導向工具南不旋轉外套和旋轉心軸兩大部分通過上下軸承連接形成一可相對轉動的結構。旋轉心軸上接鑽柱，下接鑽頭，起傳遞鑽壓、扭矩和輸送鑽井液的作用。不旋轉外套上設置有井下CPU、控製部分和支撐翼肋。係統是一套集鑽進和隨鑽測量為一體的定向鑽井係統，能夠在旋轉鑽井過程中進行定向造斜鑽進，主要是因為它有一個獨特的非旋轉可調扶正器滑套，此扶正器滑套並非真的不旋轉，隻是相對鑽頭驅動軸而言它幾乎是不旋轉，因此在旋轉鑽進過程中，此扶正器滑套可以保持一種相對靜止的狀態，從而保證鑽頭沿著某一特定的方向鑽進。通過液壓可推動活塞分別對3個穩定塊施加不同的壓力，其合力就使鑽具沿某一特定方向偏移，從而在鑽進過程中使鑽頭產生1個側向力，保證鑽頭沿這一方向定向鑽進。

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