旋转导向钻井技术和工具

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探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术
石油定向井钻井中的旋转导向技术是一种利用钻头旋转方向实现井壁方向控制的技术，它是石油钻井技术中的一种重要手段。

通过对井深、井径、井角以及井底地层属性等进行
预测，使用旋转导向技术可以使钻井方向到达预定地点，实现石油开采目标的达成。

在石油定向井钻井中，旋转导向技术涉及到多种技术手段，其中最常用的是旋转惯性
导向技术。

这种技术通过钻头旋转产生的离心力，使钻具倾向一侧，从而完成对井壁方向
的控制。

旋转惯性导向技术需要根据现场地质条件以及钻井需要进行不同程度的调整，包
括调整方向指向、调整旋转速度等。

在旋转导向技术中，还有一种重要的技术手段是旋转振动导向技术。

这种技术通过振
动作用力，使得钻头朝向某一侧倾斜，从而造成钻具的方向偏移，随后通过控制振动的强
弱和频率，调整钻具前进方向和偏转角度。

这种技术对于垂直井深较浅的场合更为适用。

除了上述两种技术，还有一种叫作“泵压导向”技术。

它是利用钻压的方向和强度来
控制钻头方向，通过将一定量的内部泥浆泵入钻具中，产生一定的流量，通过流量来控制
钻头的方向，从而实现钻井方向的控制。

总的来说，石油定向井钻井中的旋转导向技术，是钻井技术中的一种重要手段。

它的
使用可以使石油开采更为高效，同时也可以减少地质风险。

在使用旋转导向技术之前，需
要根据现场地质条件和钻井需求的研究，选择最为符合实际要求的技术手段，从而实现钻
井方向的控制。

旋转导向造斜能力工具介绍

旋转导向造斜能力工具介绍
旋转导向造斜能力工具是一种用于油气井钻井过程中的先进设备，它通过精确控制钻头的旋转方向和速度，实现对井眼轨迹的精确控制，从而提高钻井效率和安全性。

这种工具主要由以下几个部分组成：
1. 旋转导向系统：这是旋转导向造斜能力工具的核心部分，主要包括马达、减速器、轴承等部件。

马达负责提供动力，减速器将马达的高速旋转转换为低速高扭矩输出，轴承则承受钻头在钻井过程中产生的各种力和振动。

2. 传感器和控制系统：传感器用于实时监测钻头的位置、速度、振动等信息，将这些信息传输给控制系统。

控制系统根据这些信息，自动调整马达的转速和方向，以实现对钻头运动轨迹的精确控制。

3. 钻头：旋转导向造斜能力工具的钻头通常采用高强度、高耐磨性的材料制成，以保证在高压、高温、高磨蚀性的环境中正常工作。

钻头的形状和结构也经过特殊设计，以提高钻井效率和降低摩阻。

4. 钻井液循环系统：钻井液循环系统负责将钻井液从地面泵入井内，通过钻头喷出，形成高速射流，清洗井底并冷却钻头。

同时，钻井液还可以传递钻头受到的压力和振动，保护井壁稳定。

旋转导向造斜能力工具通过集成先进的旋转导向系统、传感器和控制系统、高性能钻头以及钻井液循环系统，实现了对井眼轨迹的精确控制，大大提高了钻井效率和安全性。

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术随着石油资源的逐渐枯竭，石油勘探和开采面临着越来越大的挑战。

为了更有效地开采地下深层石油资源，石油行业逐渐引入了定向井钻井技术。

而在定向井钻井中,旋转导向技术是一种十分重要的技术手段。

本文将探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术。

一、旋转导向技术概述旋转导向技术是一种通过控制钻头旋转速度和方向，从而改变钻井井眼轨迹的技术。

在传统井眼钻井中，钻头的旋转主要是靠钻机锚定在井口顶部，整体旋转，从而钻进岩层。

而在定向井钻井中，需要通过调整钻头的旋转速度和方向，让钻头沿着特定轨迹前进，使得井眼垂直深度和水平方向均能得到控制。

旋转导向技术的核心是通过测量钻头的旋转速度和方向，并通过控制钻头的动力系统，使其按照设计的井眼轨迹前进。

这需要依靠复杂的导向装置和传感器，控制系统能够根据钻井现场的实时数据，及时调整钻头的旋转速度和方向。

这项技术在提高定向井钻井效率的也能够最大程度降低钻井事故的发生概率，保障勘探和开采的安全性。

二、旋转导向技术在定向井钻井中的应用1. 地质勘探：旋转导向技术可以根据地质勘探结果，精确地控制钻头的转向，使得钻井可以在地下岩层中按照设计轨迹前进。

这样不仅可以更准确地获取地下岩层的信息，还能够避开地下岩层中的障碍物，提高勘探成功率。

2. 水平油井开采：在水平油井的开采中，旋转导向技术可以使得井眼在地下形成规整的水平轨迹，使得油井采油更加高效。

通过控制旋转速度和方向，可以准确控制水平井眼的弯曲程度和水平延展长度，实现更精准的油层开采。

3. 钻井安全：旋转导向技术可以及时发现钻井中的异常情况，通过调整钻头的旋转速度和方向，避免钻井事故的发生。

也可以及时调整钻井轨迹，避开地下的危险地带，保障勘探和开采的安全。

随着石油定向井钻井技术的不断发展，旋转导向技术也在不断进行改进和创新，以适应更复杂、更深层的勘探和开采需求。

1. 自适应控制系统：未来的旋转导向技术将更加智能化，通过自动测量、自适应分析和控制系统，实现更具精准的钻井控制。

旋转导向钻井技术介绍-图文

旋转导向钻井技术介绍-图文引言近十几年来，水平井、大位移井、多分支井等复杂结构井和“海油陆采”的迅速发展。

为了节约开发成本和提高石油产量，对那些受地理位置限制或开发后期的油田，通常通过开发深井、超深井、大位移井和长距离水平井来实现，进而造成复杂结构的井不断增多。

目前通行的滑动钻井技术已经不能满足现代钻井的需要。

于是，自20世纪80年代后期，国际上开始加强对旋转导向钻井技术的研究；到90年代初期，旋转导向钻井技术已呈现商业化。

国外钻井实践证明，在水平井、大位移井、大斜度井、三维多目标井中推广应用旋转导向钻井技术，既提高了钻井速度，也减少了钻井事故，从而降低了钻井成本。

旋转导向钻井技术是现代导向钻井技术的发展方向。

旋转导向钻井法是在用转盘旋转钻柱钻井时随钻实时完成导向功能。

钻进时的摩阻与扭阻小、钻速高、钻头进尺多、钻井时效高、建井周期短、井身轨迹平滑易调控。

此外，其极限井深可达15km，钻井成本低。

旋转导向钻井技术的核心是旋转自动导向钻井统，如图1所示。

它主要由地面监控系统、地面与井下双向传输通讯系统和井下旋转自动导向钻井系统3部分组成。

1、地面监控系统旋转导向钻井系统的地面监控系统包括信号接收和传输子系统及地面计算存储分析模拟系统，有的还具有智能决策支持系统。

旋转导向钻井系统的主要功能通过闭环信息流监视并随钻调控井身轨迹，其关键技术是从地面发送到井下的下行控制指令系统。

2、地面与井下双向传输通讯系统目前已提出的信号传输方式有4种，即钻井液脉冲、绝缘导线、电磁波和声波。

通过比较分析，笔者发现这4种传输方式各有优缺点和应用局限，如表1所示。

3、井下旋转自动导向钻井系统井下旋转自动导向钻井系统是旋转自动导向系统的核心，它主要由3部分构成，即测量系统、导向机构、CPU和控制系统。

（1）测量系统测量系统主要用于监测井眼轨迹的井斜、方位及地层情况等基本参数，使钻井过程中井下地质参数、钻井参数和井眼参数能够实时测量、传输、分析和控制。

旋转导向造斜能力工具介绍 -回复

旋转导向造斜能力工具介绍-回复什么是旋转导向造斜能力工具？旋转导向造斜能力工具是一种用于在石油和天然气钻井过程中实现井眼偏斜的工具。

它通过旋转方向的改变和摆动的运动来实现钻井井眼倾斜的目标。

这种工具通常由一系列旋转导向工具组成，包括导向翼、模块短节、固定尾节和导向电缆。

旋转导向造斜能力工具的工作原理：1. 导向翼：导向翼通过改变旋转方向来实现井眼的偏斜。

导向翼带有特殊的翼片，当工具旋转时，翼片会向外张开，使整个工具发生摆动运动。

通过控制翼片的摆动程度和空间角度，可以实现井眼的倾斜。

2. 模块短节：模块短节是旋转导向造斜能力工具中的关键部件。

它由多个独立的模块组成，每个模块都配有导向翼和连接机构。

当模块短节暴露在井眼中时，它们可以相互连接，并形成一个稳定的整体。

通过改变短节的数量和排列方式，可以调整井眼的倾斜程度。

3. 固定尾节：固定尾节是连接在模块短节后部的部件。

它通常由金属材料制成，并具有保持整个工具稳定的作用。

固定尾节的特殊形状可以帮助工具在钻进的过程中控制井眼的方向。

4. 导向电缆：导向电缆是连接在旋转导向造斜能力工具上的电器线，在钻进过程中传输控制指令和数据。

导向电缆通过与地面上的控制台通信，使钻井工程师能够实时监控工具的位置和状态，并做出相应的调整。

旋转导向造斜能力工具的应用范围：旋转导向造斜能力工具在石油和天然气钻井工程中具有广泛的应用。

以下是一些常见的应用场景：1. 建立水平井眼：在水平井眼中，旋转导向造斜能力工具可以通过控制翼片的旋转方向和摆动程度来使井眼偏斜，从而实现水平井眼的构建。

这可以提高井眼的排水能力和采油效果。

2. 侧向钻进：旋转导向造斜能力工具可以在垂直井眼中实现侧向钻进。

通过调整导向翼的摆动程度和空间角度，可以将钻头引导到目标油气层的侧向位置，增加钻探范围和采油效率。

3. 水平井段控制：在水平井眼中，旋转导向造斜能力工具可以实现水平段的控制。

通过控制导向翼的旋转和摆动，可以调整井眼的方向和轨迹，使其与目标油气层的位置保持一致。

旋转导向钻井技术简介

旋转导向钻井技术概述
旋转导向钻井系统的特点是：
▪ ·在钻柱旋转的情况下，具有导向能力； ▪ ·如果需要，可以与井下马达一起使用； ▪ ·配有全系列标准的地层参数及钻井参数检测仪器； ▪ ·配有地面—井下Biblioteka 向通讯系统，可根据井下传来的数据，在不
起钻的情况下从地面发出指令改变井眼轨迹； ▪ ·工具设计制造模块化、集成化； ▪ ·可以在150º以上的高温井中使用； ▪ ·定向钻井时不需要特殊的钻井参数，就可以保证最优的钻井过
旋转导向钻井技术介绍
姚振华 2007年6月
内容
✓ 概述 ✓ 国际上已经投入使用的旋转导向钻井系统 ✓ 在渤海油田使用的旋转导向钻井系统介绍 ✓ 旋转导向方式的分类 ✓ 旋转导向技术的应用
旋转导向钻井技术概述
迄今为止，定向钻井技术经历了三个里程碑：利用造斜器(斜向器)定向钻井；利用井下马达配合弯接头定向钻井；利用导向马达(弯壳体井下马达)定向钻井。这三种定向钻井工具的广泛使用，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、水平分支井技术开发油田。
国际上已经投入使用的旋转导向钻井系统(续)
2000年，Schlumberger的PowerDrive SRD系统引入中国境内应用，在设计井深8800m、水平位移超过7500m的南海西江油田XJ24—3—A18井6871— 8610m井段中成功应用，大大提高了井身质量，避免了6871m以上井段用滑动钻井方式多次出现的断马达等井下复杂事故，大大提高了钻井效率和效益。尽管该工具的日租金高达数万美元，仍直接节约了500万美元的钻井作业费用；而油田开发和后续完井、采油作业带来的间接经济效益更远远超过了直接经济效益。
目前，旋转导向钻井系统形成了两大发展方向：一个是

旋转导向钻井技术介绍

高
静态偏置指向式
Geo-Pilot
工具系统外筒不旋
转
6.5°/30m
高
低
存在
216～ 311mm
高
存在
152～ 311mm
高
消除
149311mm

7
January 2010
Geo-Pilot® - 指向式旋转导向钻井系统
Geo-Pilot® 的外筒装有两个偏心环，一个位于另一个的内部，该偏心环总成组成了精细、紧凑经久耐用的计算机控制的偏心单元，两个偏心环驱动驱动轴偏离钻具中心，致使钻头产生偏斜力，从而实现全部旋转的导向钻进模式。
3
January 2010
全套的解决方案
INCREASING DIFFICULTY
OF WELL
施工难度增加
GXT™
Geo-Pilot® system
V-Pilot ™
EZ-Pilot™
Rotary Steerable Systems 旋转导向系统
GeoForce™
SlickBore®
AGM™
AGS™
• 90秒完成指令的发送并计算机确认、正常钻进 • 保养维护简便
13
January 2010
巡航模式
近钻头井斜表明工具面和受力不需改变
近钻头数据回到允许范围，GP工具自动降低受力，阻止井斜继续增大
90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 89.8 89.7 89.6 89.7 89.8 89.9 90.0 90.0 90.0 90.0
7600系列
8-3/8” 8-1/2” 8-3/4” 9-1/2” 9-7/8” 10-5/8”
7.375”- 7.625”

旋转导向钻井技术(简版)

扩大应用范围
03
旋转导向钻井技术的应用范围不断扩大，不仅适用于直井和斜
井，还可应用于水平井、分支井和多分支井的钻井作业。
旋转导向钻井技术的发展前景
技术创新
随着科技的不断进步，旋转导向钻井技术将不断创新和完善，提高钻井效率和精度。
智能化发展
未来旋转导向钻井技术将与智能化技术相结合，实现钻井过程的自动化和智能化，进一步提高钻井效率和安全性。
操作难度大
旋转导向钻井技术的操作难度较大，需要专业技术人员进行操作和维护。
维护保养成本高
旋转导向钻井技术的维护保养成本较高，需要定期进行检测和维修。
03
技术应用
旋转导向钻井技术在石油工业中的应用
水平井和复杂结构井的钻井
旋转导向钻井技术能够实现水平井和复杂结构井的高效钻井，提高油藏的采收率。
案例概述
某研究机构致力于旋转导向钻井技术的研发，经过多年的研究与实践，成功开发出具有自主知识产权的旋转导向钻井系统。
技术研发
该研究机构在旋转导向钻井技术方面取得了多项突破，包括高精度导航控制、钻头稳定器设计、信号传输技术等关键技术。
成果与效益
该研究机构的旋转导向钻井技术成果得到了广泛应用，为国内外石油公司提供了技术支持与解决方案，推动了该技术的发展与进步。
地热能开发
在地热能开发领域，旋转导向钻井技术有助于实现地热井的高效、精确钻进。
地下水开采
在地下水开采领域，旋转导向钻井技术能够优化井位布局，提高开采效率。
旋转导向钻井技术的未来发展技术将不断进行技术创新和改进，提高钻井精度和效率。
智能化与自动化
分析认为旋转导向钻井技术在该地区油气田开发中取得了良好的应用效果，建议进一步推广该技术，提高油气勘探开发水平。

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术石油定向井钻井是指在液压钻机的作用下，通过使用钻柱上的定向工具，将钻孔方向控制在一定范围内的钻井方式。

旋转导向技术则是在钻进过程中，通过旋转钻头来改变孔向的技术手段。

本文将探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术。

一、旋转导向技术的分类1. 人工导向技术人工导向技术是通过旋转钻头时操作人员对钻柱的制动和转向来实现的。

（1）制动转向钻井技术制动转向钻井技术是通过操作人员控制液压钻机钻柱的制动和转向，使钻井方向发生改变。

这种技术具有操作灵活、定向效果好等优点。

（2）非制动转向钻井技术非制动转向钻井技术是通过操作人员控制液压钻机钻柱的下压力和回压力来实现转向，而不是通过制动钻柱。

2. 自动导向技术自动导向技术是通过钻井工具的力学和动力特性来实现的，它主要包括两种形式：机械导向技术和电子导向技术。

（1）机械导向技术机械导向技术是通过设置在钻具上的导向装置来实现的。

导向装置可以使钻头按照预定的方向前进，并使钻孔方向变化最小化。

（2）电子导向技术电子导向技术是通过测量钻井参数和使用电子设备进行控制来实现的。

这种技术可以监测钻井参数的变化，并通过控制系统调整钻具的方向，使钻孔按照预定的方向前进。

二、旋转导向技术的应用旋转导向技术广泛应用于石油定向井钻井中，其主要应用场景包括以下几个方面：1. 难钻地层的导向钻井在难钻地层中，如高强度岩层、水井、岩溶地层等，使用旋转导向技术可以减小钻井难度，提高钻孔质量。

2. 水平井和水平裂缝井的钻井水平井和水平裂缝井的钻井需要在指定的方向上穿过地层，以实现水平井的压裂或生产。

使用旋转导向技术可以精确控制钻孔方向，保证钻井质量。

3. 油气层探测和开采在油气层的探测和开采中，需要通过钻井探测油气层的位置、良好地连接油气层与地面设备。

使用旋转导向技术可以准确控制钻孔方向，提高钻孔穿透率和提高油气的产量。

三、旋转导向技术的发展趋势当前，随着油气资源的逐渐枯竭和对生态环境的重视，对石油定向井钻井的需求也越来越高。

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术
石油定向井钻井是一种特殊的钻井技术，用于在地下油层中钻探水平或斜向井眼，以增加油气产量。

旋转导向技术是其中一种常用的方法，它通过控制钻井工具的旋转转速和方向，将钻井井眼导向期望的方向。

本文将探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术的原理和应用。

旋转导向技术的原理是基于地球物理学中的地磁场，即地球周围存在一个地磁场，通过测量地磁场对钻井工具的作用，可以确定钻井井眼的方向。

旋转导向技术的关键是测量钻井工具的磁场参数，包括磁场强度、倾角和方位角，然后根据这些参数计算井眼的方向和位置。

在石油定向井钻井中，常用的旋转导向设备包括陀螺仪、磁力计和磁片。

陀螺仪是一种测量倾角和方位角的仪器，通过旋转的陀螺测量地磁场的方向和倾角，从而确定钻井井眼的方向。

磁力计是一种测量磁场强度的仪器，通过测量地磁场对钻井工具的作用，可以计算井眼的方向和位置。

磁片是一种带有磁性的钻井工具，通过测量磁场对磁片的作用，可以确定井眼的方向和位置。

旋转导向技术还可以与其他钻井技术结合使用，如测井和导航技术。

测井技术可以通过测量井眼的物理特性，如密度和电阻率，来确定井眼的方向和位置。

导航技术可以通过使用全球定位系统（GPS）等技术，提供更精确的井眼定位信息，以指导钻探作业。

石油工程技术旋转导向工具发展概述

旋转导向工具发展概述本文对我国在井眼轨迹控制技术方面取得的进展进行了总结，重点在导向结构、实现功能和应用推广方面做了分析；在总结国外旋转导向工具技术并结合机械工程的新材料新技术发展基础上，提出井眼轨迹控制工具将向复合式工具技术的方向发展，其中工具的心轴、轴承的材料和结构以及工具的智能化研究将是未来的发展方向，而恶劣环境下的井下钻井机器人将是研究的最终目标。

一、国内旋转导向工具发展现状近年来，国内也在积极进行井眼轨迹控制工具即旋转导向技术的研究工作，并在理论研究和原理样机方面取得了较多的研究成果，但距离工业规模化应用还有一定距离。

二、推靠式旋转导向工具目前，国内的动态推靠式旋转导向工具主要以调制式旋转导向工具为主，西安石油大学与中石化胜利钻井工艺研究院合作，研发了调制式旋转导向钻井工具MRST。

整个工具配备了以钻井液为液压介质的液压系统，工具内有上、下涡轮发电机驱动的稳定平台。

该平台在下部电机的电气参数调控作用下，可以在高速旋转工具外壳内独立旋转，调节液压盘阀钻井液分流系统的上盘阀位置，对钻井液分流，在工具内外压差作用下推动翼肋伸缩产生偏置。

工具原理结构如图1所示。

1—上轴承保护器;2—测控稳定平台;3—下轴承保护器;4—液压盘阀分流系统;5—偏置单元;6—钻井液过滤装置;7—下涡轮发电机;8—上涡轮发电机。

图1动态推靠式工具原理结构图国内典型的静态推靠式旋转导向工具主要由驱动轴、不旋转外套、导向机构和密封系统等构成，其中导向机构由可独立伸出或缩回的翼肋和液压缸组成，翼肋在液压缸的作用下产生推靠力。

国内企业或研究单位在该类工具的研发中投入较多，如：中海油研发出了自主的静态推靠式旋转导向钻井系统Welleader，能够实现井斜自动闭环控制，导向力可以实现32级强度和240级方向控制，最大转速180r/min，工具耐温达150℃。

该工具已在渤海湾完成了试验工作，具备了海上作业的能力，实钻造斜率约每30m井段造斜6.5°，但是仍处于初步应用阶段。

动旋转导向钻井工具结构原理及特点

动旋转导向钻井工具结构原理及特点
一、结构原理：
1.器身：器身是工具的主要结构，由一根中空管组成。

中空管通常由高强度合金钢材料制成，具有足够的强度和刚度，以承受旋转和转向的作用力。

2.钻头：钻头位于器身的下端，用于切削岩层。

钻头一般采用合金钢制造，表面覆盖硬质合金，以提高抗磨损性能。

3.钻领：钻领位于钻头的上部，用于连接导向系统和起下钻工具。

钻领一般由海洋合金钢材料制造，具有足够的强度和刚度，以承受导向系统的作用力。

4.导向系统：导向系统是动旋转导向钻井工具的关键部分，通过控制导向力和扭矩，使钻头能够沿着预定方向前进。

导向系统主要由测量装置和调整机构组成，测量装置用于测量钻井工具与井眼的位置关系，调整机构用于调整钻井工具的导向力和扭矩。

5.起下钻工具：起下钻工具用于传递旋转力和推进力，使钻头能够切削岩层。

二、特点：
1.高效性：动旋转导向钻井工具能够实现同钻井作业，既可以完成钻井又可以进行导向，提高了钻井效率。

2.精确性：动旋转导向钻井工具通过测量装置和调整机构实现精确的导向控制，能够准确定位和导向井眼，提高了钻井的准确性。

3.可控性：动旋转导向钻井工具能够通过调整导向力和扭矩，实现对钻头的精确控制，能够适应不同的地质条件和井眼要求。

4.安全性：动旋转导向钻井工具能够实现对井眼的实时监测和控制，减少了钻井事故的发生概率，提高了作业安全性。

5.经济性：动旋转导向钻井工具能够提高钻井效率和准确性，降低钻井成本，提高经济效益。

总体而言，动旋转导向钻井工具结构简单，操作方便，能够提高钻井效率和准确性，降低钻井成本，是目前广泛应用的一种钻井工具。

旋转导向钻井技术介绍

旋转导向钻井技术简介
2020/9/5
1
主要内容
1. 旋转导向钻井技术概述 2. 井下旋转导向钻井系统分类 3. 典型的旋转导向钻井系统
（1）AutoTrak RCLS系统： Baker Hughes公司（2）PowerDrive SRD系统：Schlumberger公司（3） Geo-Pilot系统：Halliburton公司
②为稳定器设置了多个控制位置，采用钻井液脉冲遥控技术、电子及液压技术对稳定器的径向位置进行控制。
29
PowerDrive 结构及工作参数
• 长度：16 ft [4.9 m] • 排量：500 - 1000 gpm [1900 - 3800 lpm] • 转速：40 - 220 rpm • 工具压降：少于100 psi [6 bar] • 最小钻头所需压降：500 psi [34 bar] • 现最高运行温度：250ºF [120º C] • 泥浆比重：7.5 - 20 ppg [0.9 - 2.4 sg] • LCM ：使用MWD 指示
16
Application Areas
Directional / Geosteering wells in 8.1/2” - 12.1/4” hole size Where the operator wants:
– better hole cleaning, less circulation time, less wiper trips – extented run lengths by using PDC bits – better hole quality to ease logging and completion – superior geometrical steering & geosteering to maximise

旋转导向钻井技术介绍

27.5K psi LWD 27.5K psi Geo-Pilot
30K psi LWD 30K psi Geo-Pilot
2006
2007
2008
2009

17
35K psi MWD
2010
2011 January 2010
2009年哈里伯顿钻井工具的温度和压力能力
近钻头井斜超出允许范围， GP自动采用高边和最大的力改变钻具状况

14
受力回到初始状态继续钻进
January 2010
全系列的旋转导向工具
井眼尺寸工具外径
5200系列
5-5/8” x 6” 6” 6-1/8” 6-1/4” 6-1/2” 6-3/4”
5.25”
3
January 2010
全套的解决方案
INCREASING DIFFICULTY
OF WELL
施工难度增加
GXT™
Geo-Pilot® system
V-Pilot ™
EZ-Pilot™
Rotary Steerable Systems 旋转导向系统
GeoForce™
SlickBore®
AGM™
AGS™
175 175 175 175 175 175 175
25,000 150 25,000 150 25,000 175 25,000 150

18
January 2010
哈里伯顿HPHT作业经验
高压作业
High pressure defined as over 20,000 psi 高压定义为 20,000 PSI (137MPa) Evaluated number of feet drilled year on year 每年钻进的总英尺数

旋转导向钻井技术及Power-V

旋转导向钻井技术及Power-V第一篇：旋转导向钻井技术及Power-V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。

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术石油定向井钻井中的旋转导向技术，是指通过利用钻杆和测斜仪等设备，根据地层情况，调整钻头的方向，使钻孔符合设计要求，达到预期的钻井效果。

在石油勘探开发中，定向井钻井技术在复杂地层条件下的应用越来越广泛，因此旋转导向技术在定向井钻井中起着重要的作用。

本文将着重探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术的原理、方法和应用。

一、旋转导向技术的原理1.测斜仪测量原理测斜仪通过误差电源悬挂在井下，利用地磁测量方法来测量孔道或孔周地层和孔轴的方向，然后通过电缆传输数据到地面。

测斜仪中的磁敏传感器和加速度计感应地磁场和重力场的指向，然后通过数据传输到记录仪，最后分析数据，获取目标地层的信息。

2.旋转导向原理旋转导向原理是通过旋转钻柱，在地面控制测斜仪旋转角度，使其测量方向相对于地面保持稳定不变，从而实现在井下连续测量的目标井眼方向、孔斜和方位信息。

并根据上位机的数据计算，做出合理的钻头位移方向，从而保持井眼垂直或者按设计的轨迹方向钻井。

1.受控钻头旋转通过传统的受控钻头旋转技术来实现，就是通过调整钻井工具、钻头和管柱的旋转方向，使井眼朝向地质构造的方向。

2.自转模块技术自转模块技术是通过在钻杆中安装自转装置，实现钻杆在井下自转，并通过调整自转方向，使钻井孔斜度及方位满足设计要求。

3.测斜仪数据采集及处理通过在测斜仪上加装数据采集卡，将地面指令传输至井下测斜仪进行数据采集和处理，实现钻井的旋转导向。

1.复杂地质条件下的钻井在复杂地质条件下，如地层变化频繁、地质构造错综复杂等情况下，传统的定向钻井技术往往难以满足钻井设计要求。

而旋转导向技术由于其灵活性和精准度高，可以有效地应对这些挑战，提高钻井的成功率。

2.提高钻井效率旋转导向技术可以帮助钻井人员及时调整钻头的方向，使钻孔在设定的方向内保持，提高了钻井的效率和质量。

3.节约钻井成本由于旋转导向技术可以帮助钻井在较短的时间内完成目标孔，避免了不必要的多次调整，节约了钻井成本。

旋转导向钻井工具介绍

指向式旋转导向系统的特点：能钻出较平滑的井眼；摩阻和扭矩较小；可以使用较大的钻压；机械钻速较高；有助于发挥钻头的性能；钻头及其轴承承受的侧向载荷较小；极限位移增加。但是造斜率较低。
推靠式
指向式
旋转导向钻井系统
三种不同方式旋转导向系统对比
三种主流钻井旋转系统结构对比
• Auto Track RCLS：位移工作方式、静止外套、小型化能力差、结构复杂等。
产品特点： 1、系统是全旋转式的。 2、该系统由稳定平台单元、工作液控制分配单元及偏置执行机构3部分组成。
Pad out
偏置单元
Pad in
导向原理
3.Geo-Pilot旋转导向钻井系统
主要特点：外筒不旋转，改变角度导向
导向原理
偏置原理
旋转导向钻井工具的分类及对比
• 旋转导向系统按导向方式可分为两类：推靠式(Push the bit) 和指向式(Point the bit)。
• Power Drive SRD：钻头和钻头轴承的磨损较严重, 工作寿命有待进一步提高。
• Geo-Pilot：钻柱承受高强度的交变应力,钻柱容易发生疲劳破坏。
国外旋转导向工具研究的新进展
1、结合了哈里伯顿的Geo–Pilot的指向式原理和斯伦贝谢的Power Drive的动态全旋转结构； 2、2000年的SPE年度技术大会上斯伦贝谢公司就提出了一种新的动态偏置指向式旋转导向系统； 3、在2004年投入市场使用，定型为Power Drive Xceed，同年被美国《Hart''s E&P》杂志评出2004年世界16大工程技术创新特别贡献奖，被称为是划时代的产品。
旋转导向钻井工具简介
报告人：惠坤亮指导老师：丁庆新教授

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术

探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术石油定向井钻井是指通过特殊的钻井工艺技术，使钻井井眼保持在一定的角度，沿着特定的轨迹进行钻探。

石油定向井钻井的技术发展得益于旋转导向技术的应用。

本文将探讨旋转导向技术在石油定向井钻井中的重要作用。

旋转导向技术是将钻柱通过钻井液的作用，通过转动钻头的方式来改变钻井井眼的角度和方向。

旋转导向技术包括旋转导向器和旋转驱动装置两大部分。

旋转导向器是通过转动下部的绕向转子的方式，使钻柱上部的齿轮系统也开始转动，从而实现钻井井眼的角度调整；而旋转驱动装置则是通过增加自转部分，使整个钻柱可以旋转。

1. 实现复杂井径的钻探：在石油定向井钻井中，往往会遇到复杂的地层条件，包括曲率变化大、抽采储层、受压储层等。

使用旋转导向技术可以有效地应对这些复杂地层条件，实现复杂井径的钻探。

通过调整旋转导向器的角度，可以使钻井井眼按照所需的角度进行钻探，同时可以通过旋转驱动装置控制整根钻柱的旋转速度和方向，确保钻井的稳定性和准确性。

2. 提高钻井效率：旋转导向技术可以有效地提高石油定向井钻井的效率。

传统的固定角度导向技术需要停下钻探作业，更换钻头或者调整钻具的方位，以达到所需的角度，这样会浪费大量的时间和人力资源。

而使用旋转导向技术，只需要通过调整旋转导向器的角度，即可在不停止钻探作业的情况下实现钻井井眼的角度调整，从而提高了钻井的效率。

4. 实现井下定向测井：旋转导向技术还可以实现井下定向测井。

通过安装测井仪表在旋转导向器或者钻柱上，可以实时地获得在钻探过程中的地层数据，包括井眼角度、地层磁性、地层导电性等。

这些数据对于进行井下定向测井分析和地层解释具有重要的意义。

旋转导向技术在石油定向井钻井中具有重要的作用。

通过旋转导向器和旋转驱动装置的配合使用，可以实现复杂井径的钻探，提高钻井效率和准确性，同时还可以实现井下定向测井。

随着科技的不断发展，旋转导向技术将在石油定向井钻井中起到更加重要的作用。

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