斯伦贝谢旋转导向系统 Power-V 使用介绍
斯伦贝谢定向钻井和旋转导向 ppt课件
斯伦贝谢定向钻井和旋转导向
旋转导向 - PowerDrive
Pad 开
Pad 关
斯伦贝谢定向钻井和旋转导向
旋转导向 - PowerDrive
Control Shaft Disk Valve
斯伦贝谢定向钻井和旋转导向
旋转导向 - PowerDrive
• PowerDrive 1100
2001 World Record #2 PowerDrive900 drills 13.789ft of 12.25” hole in 1 run
2002 World’s First 6” RSS Run PowerDrive475 drills 4712ft of 6 1/8” hole in 1 run
Saved $536,000 1739m , 5705 ft 17.6 m 57.6 ft/hr
Inclination In 74.9 Out 51.1 Turned 10 right
斯伦贝谢定向钻井和旋转导向
旋转导向 - PowerDrive
• Improved drilling efficiency – 98 m/day with PDM, 193 m/day with RSS
‘PowerDrive’ 是目前在国际上独一的一套 “全自动化” 旋转导向垂 直钻进仪器. 操作简单效率高. 它不需要人员操作也不需要MWD 仪器, 降低成本. PowerDrive 在钻进时会自动追踪地心吸力 (自动感应井斜), 自动设定及调和促动仪器所发动的侧力而打钻使井斜快速返回垂直. 这是一个全自动重复的过程. 在整个过程中 PowerDrive 是age MTBF
350
800,000 300
700,000
旋转导向钻井技术(简版)
指向式 23口井 占74.2%
推靠式 7口井 占 22.6%
即用推 靠式又 用指向 式1口井， 占3.2%
从市场统计来看，指向式比推靠式旋转导向工具更能适应
现在市场需求。
垂直钻井工具
Schlumberger 公司的Power V*系统
Power V * 是一个闭环工作的旋转导向系统，该系统 可以自动保持井眼垂直状态而几乎不需要任何地面的干 预措施，与PowerDrive Xtra 类似，主要由偏置单元和 控制单元两部分组成。
12 ¼ in.
0-8 deg/30m 50-250 rpm 5,678 gal/min 47.5 ton 30,000 psi 175 deg C * 350 ton 无限制No limitations 垂直Vertical
钻头压降Bit Pressure Drop
最Hale Waihona Puke 造斜角度Minimum KO angle
二、国外主要旋转导向钻井系统
大尺寸系统
随着世界范围内深水勘探开发的迅速发展，提高 上部井段的钻井效率的需求越来越强烈，从而促进 了用于大尺寸井眼（ Ø444.5mm 和 Ø463.6mm）的旋 导工具的开发。 斯伦贝谢公司与BP公司合作，历时9个月，于2002 年初推出了大尺寸Power Drive旋导系统。
和大位移井， 2000 年至今，已在中国南海、渤海湾和陆 上成功完成30多口大位移井作业，最大测深超8000m，其 中南海某区块大位移井位垂比4.58居国内之首。
二、国外主要旋转导向钻井系统
国内应用：
塔河油田TK238H井
TK238H 井 设 计 井 深 5111.76m , 实 钻 井 深
5177m , 造斜点 4163m , 水平段 300m , 成功穿 越油层276m，机械钻速15.68m/h。 斜井段及水平段平均狗腿度 3.88°/30m,而 常规水平井平均狗腿度为 10°/30m 以上 , 很好 的控制了井眼的光滑度,实际钻井周期50d,节约 钻井周期27d, 创造塔河油田水平井钻井周期最 短记录。
斯伦贝谢的PowerV自动垂直导向钻井系统
PowerV是一种旋转导向工具，可实现在旋转钻进中对井斜和方图5-11 PowerV简图位进行控制。
该工具应用泥浆驱动导向块作用于地层来控制井眼轨迹。
在钻井工程作业中，PowerV既可独立使用，也可与MWD/LWD联合使用，与地面实现实时传输功能。
PowerV主要有两个以下部分组成：1）电子控制部分：电子控制部分是一根无磁钻铤及固定在其内部轴承上的电子仪器组件组成，直接连接在机械导向部分上部。
控制部分可在钻铤内自由转动，当钻具组合随整个钻柱转动时，它可保持相对静止状态，将工具面摆在设计图5-12 内部结构图图5-12 内部结构图的方向上。
其控制功能通过以下组件实现：进行测量定位的内部传感器；电子扭矩仪。
2）机械导向部分：机械导向部分与控制部分通过一引鞋相连。
导向部分有三个导向/推力（Pad）组成。
它可以通过伸缩来作用于井壁实现变钻进方向的目的。
控制部分可以控制装在导向部分内的一个旋转阀，该旋转阀在导向部分中的相对位置决定那一个导向/推力块来作用于地层。
通过将控制部分控制在一个特定的角度上，当导向部分旋转时能使不同的导向/推力块来作用于同一个方向的地层上，这样就以图5-13导向/推力块图使钻进朝同一个固定方向进行。
PowerV下入井底钻进后，电子控制部分的内部传感器（磁力仪和重力加速仪等）测量到井斜和方位，与地表设定的设计工具面进行比较，然后通过引鞋（控制部分）及与之相连的控制导向轴（导向部分）控制旋转阀，决定那个导向/推力块在设计的方向伸出作用于井图5-14 旋转阀壁，实现对井眼轨迹的控制。
当PowerV起出井眼后，可以通过编程口下载出存储在控制部分内部存储器内的数据然后对数据进行详细分析，确定工具在井下的工作情况。
PowerV防斜打直机理PowerV在井下工作后，电子控制部分的内部传感器（磁力仪和重力加速仪等）测量到井底的井斜和方位，与设定的工具面（180度，重力低边）进行比较，控制引鞋的方向，使机械导向部分的三个导向/推力块在每个转动周期当转到上井壁（高边）时在泥浆液压作用下伸出，作用于上井壁，改变钻头作用方向，切削下井壁（低边），实现降斜的目的。
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。
斯伦贝谢POWER-V
【机械仪表】斯伦贝谢旋转导向系统 Power-V 简介1 Power-V 简介和应用范围Power-V是斯伦贝谢旋转导向系统PowerDrive家族中的一员。
所谓旋转导向系统，是指让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，但相对于泥浆马达，PowerDrive有非常明显的优点。
旋转导向系统广泛用于使用泥浆马达进行滑动钻进时比较困难的深井、大斜度井、大位移井、水平井、分枝井(包括鱼刺井)，以及易发生粘卡的情况。
2 旋转导向系统PowerDrive的优点⑴反映和降低了所钻井段的真正狗腿度，使井眼更加平滑。
用泥浆马达打30m井段，滑动钻进15m，转动钻进15m，井斜角增加4°，得到平均狗腿度4°/30m。
实际上，转钻15m井斜角几乎没有变化，这15m的实际狗腿度是零；而4°的井斜角变化是由滑钻15m产生的，这15m的实际狗腿度是8°/30m。
而用Power-V在同一设置下打出的每米都是同样均匀和平滑的，减少了井眼轨迹的不均匀度，从而减少了在起下钻和钻进过程中钻具实际所受的拉力和扭矩，减少了以后下套管和起下完井管串的难度。
⑵使用Power-V钻出的井径很规则。
使用传统泥浆马达在滑动井段的井径扩大很多，而转动井段的井径基本不扩大。
这种井径的忽大忽小是井下事故的隐患，也不利于固井时水泥量的计算。
⑶由于Power-V钻具组合中的所有部分都在不停的旋转，大大降低了卡钻的机会。
使用传统泥浆马达在滑动钻进时除钻头外，其它钻具始终贴在下井壁上，容易造成卡钻。
⑷在钻进过程中，由于Power-V组合中的所有钻具都在旋转，这有利于岩屑的搬移，大大减少了形成岩屑床的机会，从而更好的清洁井眼。
这对于大斜度井、大位移井、水平井意义很大。
⑸由于Power-V钻具组合一直在旋转，特别有利于水平井、大斜度井和3000m以下深井中钻压的传递，可以使用更高的钻压和转盘转速，有利于提高机械钻速。
BAKE HUGES旋转导向操作手册20190112-中文
旋转导向操作手册2019-01-12目录第一章旋转导向仪器的简介 (1)第二章旋转导向仪器的原理与参数 (1)第三章旋转导向仪器的作业安全 (3)第四章旋转导向仪器作业流程 (4)第五章 ToolCom NT的设置及工具检测 (6)第六章 TIP的设置 (18)第七章 DownLink 的设置 (25)第八章常见问题处理方法 (29)第一章旋转导向仪器的简介建立在先进闭环循环系统成功应用的基础上，在旋转导向的设计中，运用了最新的随钻测量技术。
这种第三代系统开拓了定向井钻井的新领域，包括双向地质导向和大位移钻井。
该工具可以在旋转钻进过程中实现导向，改变井眼轨迹，并与地面双向通讯。
旋转导向系统，可提供近钻头井斜、方位伽马、电磁波传播电阻率、实时压力和振动测量。
旋转导向服务具有以下几个方面的优势：1.旋转中实现导向：降低摩阻扭矩、实现井眼清洁、更高机械钻速、减少压差卡钻、提高钻头性能、提高井眼质量、节约时间。
2.自动导向控制：精准的水平段垂深控制、降低井眼屈曲。
3.地层评价和压力：精确的地质导向和井眼轨迹控制、电磁波传播电阻率、方位伽马、钻具内、环空和静液压力。
4.双向通讯：多样的随钻测量指令、可调导向（工具面）、可调狗腿度、一趟钻打完井段、适应环境的传输。
第二章旋转导向仪器的原理与参数LWD-O can realize formation oil, gas and water interface and evaluation of geosteering, this feature on a drill collar length to achieve the orientation, gamma, resistivity, borehole pressure and drilling tool vibration measurement functions, and other projects.SpecificationsMaximum Temperature 300°F (150°C)Maximum Rotation Rate 400 rpmDiameter 6.75 in.Min Hole 8.38 in. (21 cm)Max Hole 9.88 in. (25 cm)Weight 3660 lbs (1660 kg)Max Lost Circulation Material 40 ppb=114 kg/m3Dogleg Severity Standard drilling string(With Drill Collar)10°/100 ft (Rotation)16°/100 ft (No rotation)Flexible drilling string assembly(With compression rod)15°/100 ft (Rotation)25°/100 ft (No rotation)Power 300 WVoltage 33 Vdc (± 1 V)ResistivityPhase 0.1 - 3000 ohm-m (2 MHz)0.1 - 1000 ohm-m (4 MHz)Attenuation 0.1 - 500 ohm-m (2 MHz)0.1 - 200 ohm-m (4 MHz)Pressure probeRange 0 - 25000 psiAzimuth moduleProbe Type Tri-axial Accelerometer &Tri-axial Flux GateMTF/GTF 3°Inclination 0° - 180°Azimuth 0° - 360°Tool Surface (M/G) 0° - 360°Dip Angle -90° - +90°Vibration typeProbe Type Axial vibration z-AccelerometerLateral vibration x-y Accelerometer Range 0 to ± 15 gRotating & stick slipProbe Type Two Axis MagnetometerRange 0 to ± 1000 rpmAccuracy ± 1%GR probeTool Type Scintillation Range0-500 APIAccuracy ± 2.5 API/100 APIVertical Resolution 6 in. (15.3 cm)The R otary S teerable S ystem based on advanced closed-loop circulation system on the basis of successful application, using the new MWD technology in the design of RSS. This new system opens up a new field of directional well drilling, including the two-way geosteering drilling and large displacement. The tool can realize direction in the rotary drilling; improve the borehole trajectory and two-way communication with the surface.SpecificationsMaximum Temperature 300°F (150°C)Maximum Pressure 20,000psi (140MPa) (1406kg/cm2) Diameter 6.75 in.Hole Diameter 8.5 in. / 9.5 in. / 9.875 in.Weight 905 lbs (410 kg )Make-Up Length 7.2 ft. (2.2 m)Made Slope 0 - 6.5° /100 ft (30 m)Dogleg Severity 13°/100 ft. (Rotation)20°/100 ft. (No rotation)第三章旋转导向仪器的作业安全3.1GENERAL SAFETYRead documentation fully before working on the equipment.Oilfield safety operating standards should be practiced at all times while handling and operating the equipment.Obtain appropriate authorization before powering up the equipment in restricted areas.Gas monitoring should be in place as required.Observe environmental standards. Maintain work area clean at all times. Wipe down equipment after each run in the hole.LWD tool operating person should remain clear during rig up and testing of third party surface and downhole equipment.3.2 ELECTRONICSTo reduce the risk of electric shock, only handle the tool when it is powered down. If it is necessary to handle the tool when powered up, wear insulating rubber gloves underneath normal work gloves and if possible ensure that there is an earth clip attached to the tool.The equipment should be powered up by trained person only.Do not leave the equipment unattended when it is powered up.Do not work alone when using high voltage equipment. Have someone else in the area who knows how to turn off the power.Due to inductive and capacitive elements in the LWD equipment, voltage levels may persist after powering down.If it is necessary to have the electronics exposed when the tool is powered up, take properprecautions to reduce the risk of shock.Do not open the surface system box without first disconnecting the main power supply.3.3DRILL COLLARThe drill collar is very heavy, it should be moved by trained person only; the person must wear safety shoes and gloves. Also electronic circuit is installed on the drill collar, it is necessary to pay more attention to transportation, fixed firmly to prevent the shaking.3.4RSU safety特别注意在运输和现场吊装的时候保护好导向头，起钻和下钻的时候一定要收起肋板，做好记录。
斯伦贝谢推出最新超高温PowerDrive ICE旋转导向系统
逐步排 出油管 内积液 ， 从 而降低 环空液 面 ， 恢复 气井 正常生
产， 但这种方法见效慢 ， 气产量太小也可能不 起作用 ， 一般要
求具有 ０ ． ３×１ ０ ｍ ／ ｄ以上 的 产 量 。
对套 管液面不高 ， 油管 液面较 高 的井 ， 通常使 用 加注泡
排棒 的方法 ， 能起到施工方便 ， 见效快的效果 。
果 单 井 具 有 一 定 的产 量 ， 可 通 过 放 喷 方 式 排 出 部 分 井 筒 积 液
致泡排效果受到影响 ， 并造成泡排 剂 、 消泡剂用量增 加 ， 提 高
采气成本 。
５ ． 改 进 消 泡 方 式
泡 沫 出 井 后 如 不 及 时 消 泡 会 发 生 气 液 分 离 不 干 净 而 造
Ｒ Ｓ Ｓ ） 和Ｔ ｅ ｌ ｅ Ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ Ｉ Ｃ Ｅ超 高温随钻测量服务 （ Ｔ ｅ ｌ ｅ Ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ Ｉ Ｃ Ｅ ＭＷＤ ） 。这 两项新技术是斯伦 贝谢 公 司超 高温钻 井技 术大家庭成 员 中的首两位 ， 可 以在极端温度储层 中进行标 准钻 井作 业， 扩大 了 Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ Ｒ Ｓ Ｓ和 Ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ随钻测 量技 术的应 用范围。 Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ Ｉ Ｃ Ｅ Ｒ Ｓ Ｓ （ 如 下图） 是首款在 ２ ０ ０ ｏ Ｃ环境下 商用的旋转导 向 系统 ， 结合 Ｔ ｅ ｌ ｅ Ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ Ｉ Ｃ Ｅ ＭＷＤ服务 ， 促 成 了行业 内 首款 ２ ０ ０ ％井底钻具组合 。Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ Ｉ Ｃ Ｅ Ｒ Ｓ Ｓ系统 中设计有公 司的专利产品超 高温 集成 陶瓷 电子 （ Ｉ Ｃ Ｅ ） 和 多芯片组件 ， 耐 高 温２ ０ ０ ℃达 ３ ５ ０ ０ ０ ｈ （ １ ４ ５ ８ ｄ ） ， 在２ ０ ０ ｏ Ｃ高温下可振击 ２ ０ ０万次 ， 使Ｒ Ｓ Ｓ系统在极端 井下环境 中可进行 可靠的不间断全旋 转导
PowerV 旋转导向垂直钻井系统
180 180 180 180 180 180 180 180 180
60 60 60 40 40 40 40 40 40 40 40 40
180
25
180
25
180
%
100 100 100 100 60 60 60 60 60
SURVEY DEPTH
INCL.
AZ
ROP m/hr
180 180 180 180
40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40
831.70 861.00 889.12 918.00
降低卡钻风险 低狗腿度) 井眼更平滑 (低狗腿度) 减少井眼净化问题 最大限度提高钻速
Rotates”
减少摩擦力和阻力 (钻压和扭矩传输更有效) 钻压和扭矩传输更有效)
解放钻压, 解放钻压, 正常钻进提高钻速 可以划眼和倒划眼 提高井身质量， 提高井身质量，降低每米成本
Schlumberger Public Schlumberger Public
2002 World’s First 6” RSS Run PowerDrive475 drills 4712ft of 6 1/8” hole in 1 run
1999
2000
2001
2002
大位移井世界记录
Schlumberger Public Schlumberger Public
• M-16SPZ井, Wytch farm, UK. 完钻井深11278米，水平位移10,728米，垂深1637 米 123 天完钻并下完套管 • XJ24-3 A14井，Phillips，南中国海， 完钻井深9236米，水平位移8062米，垂深2985米
旋转导向
140 Daily R6O8mP /day
Total Depth:6300m Drilling Days:41 Average ROP: 154m/day
120
100
80 With RSS, totally can save: 33` days, more than 2M $
60
40
20
0 A2ERW
➢ 全部外在部件旋转 ➢ 提供近钻头实时测斜与方位伽马 ➢ 通过地面泥浆泵下传指令 ➢ 对钻头压降和钻头有一定要求
PD X6 应用实例：XXX－H1井
利用旋转导向工具，4趟钻完成了国内第 一口水平段长2010米的欠平衡水平井。 钻井周期28天，与设计的50天相比，节 省22天，节约钻井周期44%。
ROP
400 500
Torque
600 700
Inc
0
800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
Depth (m)
Surface RPM
WOB
40 per. M ov. Avg. (ROP)
40 per. M ov. Avg. (WOB)
5 ½ in – 6 ¾ in Bit Sizes
8 ½” – 8 ¾” Bit Sizes
5 ¾” - 6½ in Bit Sizes
“附加动力”“混合式”
PowerDrive X6 推靠式旋转导向系统
PowerDrive X6 工作原理与特点
➢ 利用流体压差作用于工作单元， 推靠井壁以获得反作用力的推靠 式旋转导向工具
局部微狗腿（曲率）及其对水平井的影响
Continuous Inc. Interpolated Inc.
斯伦贝谢钻井新技术
PowerDrive X6 – Push the bit
Direct side force
PowerDrive Xceed – Point the bit
Drive shaft @offset angle to the collar Drilling tendency
26
382 575
716
1145 0
Inclination (deg)
Schlumberger Private
实际钻井中遇到的难点实例
Build Angle from 40 to 60 deg with Mud Motor 60
55
50
45
40
1150
1200
1250
1300
1350
Depth (m)
马达滑动/复合钻进中，井壁不光滑
TeleScope
EcoScope
滑动钻进中不能获取成像资料
Motor
D&I 20.40m
测量点距离钻头很远
GR/Res 12.80m
5
Inclination (deg) Inclination (deg)
Footage/day (m/day)
为什么选择旋转导向系统
TeleScope TeleScope
Schlumberger Private
17
Schlumberger Private
PowerDrive Xceed工作原理
所有部件全旋转，优化井 眼状况
近钻头井斜 方位测量，更 好保证井眼轨迹的准确度
井眼轨迹光滑，完井管柱 入井易
造斜率稳定 适合于高研磨或具有挑战
的环境 自动巡航模式
斯伦贝谢PowerDrive vorteX Max高动力RSS系统
图 $:多缝压裂试验效果图
')5 油钻采工艺$!"#" $*! " ! # &'! % ' ) ( 唐梅荣$马兵$刘顺5 电缆传输定向射孔技术试验' E (5 石油钻采 工艺$!"#! $*) " # # &#!! % #!)5 ' , ( 曾凡辉$尹建$郭建春5 定向井压裂前的射孔方位优化设计 ' E (5 断块油气田$!"#! $#& " , # &$*( % $)#5 编辑郭睿
' # ( 才博$丁云宏$卢拥军5 提高改造体积的新裂缝转向压裂技术及 其应用' E (5 油气地质与采收率$!"#! $#& " , # &#"( % ##"5 ' ! ( 杜现飞$李建山$齐银5 致密厚油层斜井多段压裂技术' E (5 石油 钻采工艺$!"#! $*) " ) # &$!5 ' * ( 唐梅荣$ 赵振峰$ 李宪文5 多缝压裂新技术研究与试验 ' E (5 石
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产油 *5 '( [ $如图 $ 所示%
" ! # 通过级差尺寸和管柱组配结构优化$ 研发出不动管 柱连续多层分压工具$一趟管柱实现 ) 段压裂改造% " * # 电缆传输定方位射孔工艺不仅有效解决了精确定方 位射孔问题$且不受井斜及射孔段数限制$ 提高了多段压裂 改造施工效率% 参考文献
PD(PowerDrive)简单介绍
PD（PowerDrive）简单介绍旋转导向系统，是指让钻柱在旋转钻进过程中实现准确增斜、稳斜、降斜或者纠方位功能旋转导向系统广泛用于使用泥浆马达进行滑动钻进时比较困难的深井、大斜度井、大位移井、水平井、分枝井(包括鱼刺井)，以及易发生粘卡的情况。
1.1 旋转导向系统PowerDrive的优点反映和降低了所钻井段的真正狗腿度，使井眼更加平滑。
使用PowerDrive钻出的井径很规则由于PowerDrive钻具组合中的所有部分都在不停的旋转，大大降低了卡钻的机会。
在钻进过程中，由于PowerDrive组合中的所有钻具都在旋转，这有利于岩屑的搬移，大大减少了形成岩屑床的机会，从而更好的清洁井眼。
由于PowerDrive钻具组合一直在旋转，特别有利于水平井、大斜度井和3000米以下深井中钻压的传递，可以使用更高的钻压和转盘转速，有利于提高机械钻速。
1.2 PowerDrive 组成部分PowerDrive主要有两个组成部分，它们分别是上端的Control Unit (电子控制部分，简称CU)和下端的Bias Unit (机械部分，简称BU)。
在两者中间还有一个辅助部分Extension Sub(加长短接，简称ES) 。
1.2.1 电子控制部分CUCU是PowerDrive的指挥中枢，它内部有泥浆驱动的发电机，还有陀螺、钻柱转速传感器、流量变化传感器、震动传感器、温度传感器以及电池控制的时钟等等。
它可以独立于外面的钻铤而旋转或者静止不转。
简要工作原理开泵后，发电机发电，陀螺测量到井底的井斜角和方位角，然后按照地面工程师的要求把其内部的电子控制部分固定在某一个方位上，从而实现无论钻柱如何旋转，CU内部的控制轴始终对准在需要的方位上，这个方位加上一个校对值后就是地面工程师所需要的高边工具面角的反方向。
如果需要调整这个控制轴的方位角，可以由地面工程师给PowerDrive发送命令，方法是：按照一定的时间编排方式，在不同的时间开不同的工作排量，CU内部的传感器探测到这个排量的变化后，由其内部的程序对其进行核对，如果与预先设定的某个指令吻合，就开始执行这个新的工作指令。
旋转导向技术
Good/Smooth Bore Hole
提高井眼轨迹的光滑度
Drilled Footage Per Day Comparison
Reduce tortuosi00 150
167% increase in 12 1/4” section performance
263% increase in 8 1/2” section performance
60
Mala H-5 Survey
TJH-21 Survey
TJH-21 Cont (1225)
55
TJH-21 Cont (85)
Mala H-5 Cont (1225)
Mala H-5 Cont (85)
50
TJH-21 (Motor Curve)
45
40 1150
1200
1250
1300
Depth (m)
PowerDrive X5 – 保证了在油层的最大钻遇率
近钻头的方向性伽马
真实反映了井眼轨迹在油层 中的位置 结合近钻头井斜,方位和伽马 测量, 保证了在油层最大的钻 遇率
Schlumberger Private
Schlumberger Private
PowerDrive X5
Bias Unit Purely mechanical, provides bit deflection
PowerDrive Xceed 四个组成部分
动力输出模块
Schlumberger Private
动力输出模块
涡轮发电机将泥浆液压 动能转化为电能
2KW的能量用于控制钻进
不需其他工具提供能量
不需电池，对钻进长度 没有限制
Schlumberger Private
POWERV简介
POWERV 简介
示意图
POWERV 是一种旋转导向工具，它可用于在旋转钻进中实现对井斜和方位的控制。
该系统是有控制器和偏置器两部分组成的，其中控制器是由一根无磁钻挺及固定在内部轴乘上的控制部件组成的，该控制部件轴向固定在无磁钻挺内，并通过以下部件实现其控制作用。
1.可以在空间及在钻挺内部进行测量定位的内部传感器。
2.电子扭距仪用来实现磁力刹车。
控制部件机械连接于一个偏置装置。
偏置装置（BU）
偏置装置有三个支撑块组成，它可以通过泥浆压力的作用使其伸缩来作用于井壁—从而达到实现改变钻井方向的目的。
控制部件可以通过控制装在偏置装置内的一个旋转阀，该旋转阀在偏置装置中的相对位置来决定使那一个支撑块来作用与地层。
通过将控制部件控制在一个特定的角度上，当偏置装置旋转时能使不同的支撑块来作用于同一个方向的地层，这样就可以使钻进朝同一个固定方向进行，从而达到降斜和控制井眼轨迹的目的。
斜口引鞋控制旋转阀
旋转阀
控制部件的控制是通过对所需要的角度与从磁力计和重力加速计等所得到的角度进行比较来实现的。
BHA的导向方位是通过对控制部件与地层的相对角度来控制的。
当控制部件起出井眼后，可以输出自动存储在内部存储器内的数据并进行分析，通过对数据的详细分析可以了解工具的工作情况。
通过顶部可对其编程，输入指令及导出数据。
降斜措施:
1.提高转盘转速，每提高一转，多作用于井壁3次；
2.提高排量（泵冲）以提高对井壁的作用力-降斜力；
3.减少钻压，降低增斜力；。
斯伦贝谢PowerDrive vorteX Max高动力RSS系统
斯伦贝谢PowerDrive vorteX Max高动力RSS系统
朱丽华
【期刊名称】《钻采工艺》
【年(卷),期】2017(40)6
【摘要】PowerDrive vorteX Max高动力RSS为一款可最大程度降低卡钻风险
的全旋转导向系统,是PowerDrive RSS家族中的一员,整个家族都拥有一个完整的定向、井斜近钻头传感器包,可精密布井,单独产生动力进行井下3D导向和控制。
在任何钻井环境下,PowerDrive RSS都能传递出精确布井所需的动力,钻出高质量
井眼,达到最高钻井效率。
PowerDrive vorteX Max RSS是唯一一款全旋转RSS,
动力强,ROP高,井下钻进效率高,定向控制强。
【总页数】1页(P116-116)
【关键词】旋转导向系统;vorteX;RSS;钻井效率;定向控制;钻进效率;传感器;ROP 【作者】朱丽华
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TE243
【相关文献】
1.斯伦贝谢推出小井眼高造斜率旋转导向系统 [J], 张瑜（编译）;
2.2010年世界石油十四项大奖——哈里伯顿公司的PowerReach系统、油田救助、贝克休斯公司的流量控制系统、斯伦贝谢公司的Ocean软件开发构架…… [J], 朱
桂清; 李万平
3.斯伦贝谢研制成功无线动力驱动旋转导向系统 [J],
4.斯伦贝谢公司PowerDrive Orbit*钻进导向系统 [J], 肖圣;李总南
5.斯伦贝谢推出最新超高温PowerDrive ICE旋转导向系统 [J], 朱丽华
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斯伦贝谢旋转导向系统Power-V 使用介绍
1 Power-V 简介和应用范围
Power-V是斯伦贝谢旋转导向系统PowerDrive家族中的一员。
所谓旋转导向系统，是指让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，但相对于泥浆马达，PowerDrive有非常明显的优点。
旋转导向系统广泛用于使用泥浆马达进行滑动钻进时比较困难的深井、大斜度井、大位移井、水平井、分枝井(包括鱼刺井)，以及易发生粘卡的情况。
2 旋转导向系统PowerDrive的优点
⑴反映和降低了所钻井段的真正狗腿度，使井眼更加平滑。
用泥浆马达打30m井段，滑动钻进15m，转动钻进15m，井斜角增加4°，得到平均狗腿度4°/30m。
实际上，转钻15m井斜角几乎没有变化，这15m的实际狗腿度是零；而4°的井斜角变化是由滑钻15m产生的，这15m的实际狗腿度是 8°/30m。
而用Power-V在同一设置下打出的每米都是同样均匀和平滑的，减少了井眼轨迹的不均匀度，从而减少了在起下钻和钻进过程中钻具实际所受的拉力和扭矩，减少了以后下套管和起下完井管串的难度。
⑵使用Power-V钻出的井径很规则。
使用传统泥浆马达在滑动井段的井径扩大很多，而转动井段的井径基本不扩大。
这种井径的忽大忽小是井下事故的隐患，也不利于固井时水泥量的计算。
⑶由于Power-V钻具组合中的所有部分都在不停的旋转，大大降低了卡钻的机会。
使用传统泥浆马达在滑动钻进时除钻头外，其它钻具始终贴在下井壁上，容易造成卡钻。
⑷在钻进过程中，由于Power-V组合中的所有钻具都在旋转，这有利于岩屑的搬移，大大减少了形成岩屑床的机会，从而更好的清洁井眼。
这对于大斜度井、大位移井、水平井意义很大。
⑸由于Power-V钻具组合一直在旋转，特别有利于水平井、大斜度井和3000m以下深井中钻压的传递，可以使用更高的钻压和转盘转速，有利于提高机械钻速。
使用泥浆马达在大井斜的长裸眼段滑动钻进时送钻特别困难，经常是上部的钻杆已经被压弯了，而钻压还没有传递到钻头上，还常常引发随钻震击器下击，损害钻头寿命。
3 Power-V 组成部分和工作原理简介
Power-V主要有两个组成部分，它们分别是上端的Control Unit
(电子控制部分，简称CU) 和下端的Bias Unit (机械部分，简称BU)。
在两者中间还有一个辅助部分Extension Sub(加长短接，简称ES) 3.1 电子控制部分CU
CU是Power-V的指挥中枢，它内部有泥浆驱动的发电机，还有陀螺、钻柱转速传感器、流量变化传感器、震动传感器、温度传感器以及电池控制的时钟等等。
它可以独立于外面的钻铤而旋转或者静止不转。
工作原理：开泵后，发电机发电，陀螺测量到井底的井斜角和方位角(即高边)，然后按照地面工程师的要求把其内部的电子控制部分固定在某一个方位上(即高边工具面角)，从而实现无论钻柱如何旋转，CU内部的控制轴始终对准在需要的方位上，这个方位加上一个校对值后就是地面工程师所需要的高边工具面角的反方向。
如果需要调整这个控制轴的方位角，可以由地面工程师给Power-V发送命令，方法是：按照一定的时间编排方式，在不同的时间开不同的工作排量，CU内部的传感器探测到这个排量的变化后，由其内部的程序对其进行核对，如果与预先设定的某个指令吻合，就开始执行这个新的工作指令。
3.2 机械部分BU
BU是一个纯机械执行装置，主要一个泥浆导流阀和三个由泥浆推动的pad (推力块或者叫伸缩片)。
这个导流阀与电子控制部分CU的控制轴相连，其方向由控制轴的方位而定。
有2%~5%的泥浆首先经过这个导流阀分流，然后流向转到该方向上的某个推力块A，推力块A就伸出，推挤井壁，井壁对钻头产生一个反作用力，这就是所谓的钻头侧向力，从而把钻头推向地面工程师所需要的方位。
该推力块A转过这个位置后，泥浆的液压作用就转向下一个转到这里来的推力块B，从而推力块B伸出。
而推力块A则会在井壁对其的挤压下缩回去，周而复始，由此实现旋转导向功能。
推力块在那个方位伸出、伸出次数的几率(百分比)都是由地面工程师通过电子控制部分决定的。
对井壁推力的大小是由钻头压降决定的，可以由地面人员通过调节排量而进行控制。
3.3 加长短接ES
其内部装有一个泥浆滤网，负责过滤分流后驱动机械部分BU当中推力块(pad)的泥浆。