渤海常用旋转导向系统造斜率影响因素分析
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图２ Ｐ Ｄ Ｘ ５工 作 原 理 示 ｏ ｉ ｎ ｔ ） ， 见图 １ 。Ｃ Ｕ通 过 传感 器测 量 工 具状 态并 根据设 置 的指令 代码 向机 械部 分发 送
指令 。Ｂ Ｕ则接 收指令 ， 通过 Ｂ Ｕ部 分特 殊 的装 置 实 现指 令所 表示 的工 具状态 。
渤 海 常用 旋 转 导 向系统 造 斜 率 影 响 因素 分 析
边 杰， 和鹏 飞 ， 朱 培， 万 祥， 王允 海
（ 中海油能源发展 股份 有限公司工程技 术分公 司， 天津 ３ ０ ０ ４ ５ ２ ） 摘 要： 旋转导 向工具 自２ ０世纪 ９ ０年代投入应用 以来 ， 已经有 了很大 的发 展。渤海 油 田近年 来也逐 渐
增大 了旋转导 向工具 的使用量 ， 旋转 导向以它在旋 转定 向、 改善井 眼净 化程度 、 提高机 械钻速 、 降低压差 卡钻 风险等诸多方面有着导 向马达工具无可 比拟 的优势 。随着更多 的参 与旋转导 向工具作业 ， 作为作业参与者逐
渐对它的一些工作特性有 了深入的 了解 。以 Ｓ ｃ ｈ ｌ ｕ ｍ ｂ ｅ ｒ ｇ ｅ ｒ （ 斯伦 贝谢 ） 公 司的 Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ系列旋转 导 向工 具 中ｘ ５和 Ｘ ｃ ｅ ｅ ｄ为例 ， 从 工具的工作原理人手 ， 分析 了这两类旋转 导向工具使用 中一些影 响其造斜 率的因素 。
Ｕ ‘ ｆ
顶部 抛 物线平 缓 ， 保 径较 短 ， 且 有 保径切 削齿 的钻
头 ． 渤中 Ｄ ９ ｈ ２ １ ５ ． ９ ｍ Ｉ ｌ ｌ 井眼 中 ， 使用 ＿ ｒ Ｓ ｍ ｉ ｔ ｈ
的ｓ ９ ｌ Ｂ Ｈ Ｐ Ｘ和 Ｈ ｙ ｃ ａ ｌ ｏ ｇ的 Ｒ Ｓ Ｉ ６ ３ ， 同样 是短 保 径
挠 性接 头
无 磁 扶 正 块 控 制 单 元
导 向 单 元
更 多 的应 用 到钻井 作业 中 ， 旋转 导 向的使用 ， 改 善
了 由于 马达 滑动造 斜所 带来 的不 利 因素 。在许 多
图１ Ｐ Ｄ Ｘ５旋 转 导 向 工 具 的 结 构 组 成
高难 度项 目中 ， 旋 转 导 向工 具都 安 全 顺 利 的 完 成 了相应 的作 业 。
定 的侧 向力 ， 使 钻 头 在 旋 转 过程 中始 终 向设 置
的定 向指令 方 向偏 斜 ， 从而 达到 旋转 定 向的效果 。
自身 工作 原理 和其 他 外 部 因素影 响 ， 两 种工 具 在 使用 时各 有其不 同的影 响 因素 。
固 定控 制 阀
１ Ｐ Ｄ Ｘ ５工作 原理及造斜 率影响 因素
关键词 ： 推靠式 ； 指 向式 ； 旋转导 向 ； 造斜能力 ； 渤海 油 田
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｅ ５ ２ 文献标志码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ １ — ７ ９ ５ ３ （ ２ ０ １ ６ ） Ｓ １ － ０ ２ １ ０ ０ － ４
随着 渤 海油 田开 发 的深 入 ， 旋 转 导 向工 具 被
１ ） 转 速 捉 Ｉ 曲转 速 能 使 ｘ ５的 造 斜 率 提 高 ， 旋转 过 Ｉ Ｉ ｌ ＇ 转速提高之后 Ｂ Ｕ 的 巴掌 单 化ｆ Ｉ 、 『 Ｉ ＋ ｌ ｌ Ｊ 内推 外 的次 数也会 增 加 。这 样 钻头
三 个 巴掌不 断地 开 闭 调 整 推靠 井 壁 ， 给钻 头 施 加
一
两种旋 转 导 向 都 是 全 旋 转 的 旋 转 导 向工 具 ¨ 。 。 ｘ ５是 早期 的推靠 式旋 转 导 向工 具 ， Ｘ ｃ ｅ ｅ ｄ则 是 目
前较 为广泛 使 用 的指 向式 旋转 导 向工 具 ， 受 工 具
１ ． １ 结构 与 工作原 理
Ｐ Ｄ Ｘ ５主要 由两部分构成 ： ① 电子控制部分
（ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｕ ｎ ｉ ｔ ， Ｃ Ｕ） ， ② 机械部分 （ ｂ ｉ ａ ｓ ｕ ｎ ｉ ｔ ，Ｂ Ｕ） 。
根 据作业 需要 配合 相应 的扶 正 器 （ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ ） 和 柔
第４ ５卷
２ ０ １ ６年 １ ２月
船 海 工 程
Ｓ ＨＩ Ｐ ＆ ０ＣＥ ＡＮ Ｅ ＮＧＩ Ｎ ＥＥ ＲＩ ＮＧ
Ｖｏ １ ． ４ ５ Ｄｅ Ｃ． ２ ０１ ６
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ － ７ ９ ５ ３ ． ２ ０ １ ６ ． Ｓ １ ． ０ ４ ９
在 目前 渤海使 用 较 多 的是 斯 伦 贝谢 的 Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ （ Ｐ Ｄ） 系列 的 ｘ ５和 Ｘ ｃ ｅ ｅ ｄ系 列旋 转 导 向 ， 这
理， Ｂ Ｕ的三 个对 称 分 布 的 巴掌 推 靠 井 壁 ， 井 壁 则
对 工具 作用 反 向的力 ， 见图 ２ 。通 过 Ｃ Ｕ部分测 得 的工具 转速 等 参 数 和 相 应 的 指 令设 置 ， 使 Ｂ Ｕ 的
１ ． ２ 造斜 率 影响 因素 在 渤海 常用 的 Ｐ Ｄ Ｘ ５按 照 不 同 的工 具 尺 寸
其设 计理 论造 斜率 ， 见表 １ 。
表 １ 渤海常用推靠式旋转导 向工具
Ｐ Ｄ Ｘ ５利 用 了简 单 的作 用 力 与 反 作 用 力 原
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６— ０ ４—１ １
修 回 日期 ： ２ ０ １ ６— ０ ７—２ ５
第 一作 者 简 介 ： 边
杰（ １ ９ ８ ４ 一） ， 男， 学士 ， 工 程 师
研 究方 向 ： 海洋石油钻井技术监督 与管理
Ｅ－ ｍａ ｌ ｌ ： ｂ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｅ ＠ｃ ｎ ｏ ｏ ｃ ． ｃ ｏ ｍ． ｃ ｎ
２１ ０
但是在使用 中因为各种不 同的因素影响 ， 在
使 用 时达不 到设 计 的造 斜 率 ， 归 纳 起 来 主要 有 以
２【 ） １ ６‘
ｌ ２』 Ｊ
边
杰， 等： 渤 海 常 川 旋 转 导 向 系统 造 斜 率 影 响 Ｉ 大 １ 索 分 析
船海 １ 程 第４ ５卷
卜儿 个
指令 。Ｂ Ｕ则接 收指令 ， 通过 Ｂ Ｕ部 分特 殊 的装 置 实 现指 令所 表示 的工 具状态 。
渤 海 常用 旋 转 导 向系统 造 斜 率 影 响 因素 分 析
边 杰， 和鹏 飞 ， 朱 培， 万 祥， 王允 海
（ 中海油能源发展 股份 有限公司工程技 术分公 司， 天津 ３ ０ ０ ４ ５ ２ ） 摘 要： 旋转导 向工具 自２ ０世纪 ９ ０年代投入应用 以来 ， 已经有 了很大 的发 展。渤海 油 田近年 来也逐 渐
增大 了旋转导 向工具 的使用量 ， 旋转 导向以它在旋 转定 向、 改善井 眼净 化程度 、 提高机 械钻速 、 降低压差 卡钻 风险等诸多方面有着导 向马达工具无可 比拟 的优势 。随着更多 的参 与旋转导 向工具作业 ， 作为作业参与者逐
渐对它的一些工作特性有 了深入的 了解 。以 Ｓ ｃ ｈ ｌ ｕ ｍ ｂ ｅ ｒ ｇ ｅ ｒ （ 斯伦 贝谢 ） 公 司的 Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ系列旋转 导 向工 具 中ｘ ５和 Ｘ ｃ ｅ ｅ ｄ为例 ， 从 工具的工作原理人手 ， 分析 了这两类旋转 导向工具使用 中一些影 响其造斜 率的因素 。
Ｕ ‘ ｆ
顶部 抛 物线平 缓 ， 保 径较 短 ， 且 有 保径切 削齿 的钻
头 ． 渤中 Ｄ ９ ｈ ２ １ ５ ． ９ ｍ Ｉ ｌ ｌ 井眼 中 ， 使用 ＿ ｒ Ｓ ｍ ｉ ｔ ｈ
的ｓ ９ ｌ Ｂ Ｈ Ｐ Ｘ和 Ｈ ｙ ｃ ａ ｌ ｏ ｇ的 Ｒ Ｓ Ｉ ６ ３ ， 同样 是短 保 径
挠 性接 头
无 磁 扶 正 块 控 制 单 元
导 向 单 元
更 多 的应 用 到钻井 作业 中 ， 旋转 导 向的使用 ， 改 善
了 由于 马达 滑动造 斜所 带来 的不 利 因素 。在许 多
图１ Ｐ Ｄ Ｘ５旋 转 导 向 工 具 的 结 构 组 成
高难 度项 目中 ， 旋 转 导 向工 具都 安 全 顺 利 的 完 成 了相应 的作 业 。
定 的侧 向力 ， 使 钻 头 在 旋 转 过程 中始 终 向设 置
的定 向指令 方 向偏 斜 ， 从而 达到 旋转 定 向的效果 。
自身 工作 原理 和其 他 外 部 因素影 响 ， 两 种工 具 在 使用 时各 有其不 同的影 响 因素 。
固 定控 制 阀
１ Ｐ Ｄ Ｘ ５工作 原理及造斜 率影响 因素
关键词 ： 推靠式 ； 指 向式 ； 旋转导 向 ； 造斜能力 ； 渤海 油 田
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｅ ５ ２ 文献标志码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ １ — ７ ９ ５ ３ （ ２ ０ １ ６ ） Ｓ １ － ０ ２ １ ０ ０ － ４
随着 渤 海油 田开 发 的深 入 ， 旋 转 导 向工 具 被
１ ） 转 速 捉 Ｉ 曲转 速 能 使 ｘ ５的 造 斜 率 提 高 ， 旋转 过 Ｉ Ｉ ｌ ＇ 转速提高之后 Ｂ Ｕ 的 巴掌 单 化ｆ Ｉ 、 『 Ｉ ＋ ｌ ｌ Ｊ 内推 外 的次 数也会 增 加 。这 样 钻头
三 个 巴掌不 断地 开 闭 调 整 推靠 井 壁 ， 给钻 头 施 加
一
两种旋 转 导 向 都 是 全 旋 转 的 旋 转 导 向工 具 ¨ 。 。 ｘ ５是 早期 的推靠 式旋 转 导 向工 具 ， Ｘ ｃ ｅ ｅ ｄ则 是 目
前较 为广泛 使 用 的指 向式 旋转 导 向工 具 ， 受 工 具
１ ． １ 结构 与 工作原 理
Ｐ Ｄ Ｘ ５主要 由两部分构成 ： ① 电子控制部分
（ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｕ ｎ ｉ ｔ ， Ｃ Ｕ） ， ② 机械部分 （ ｂ ｉ ａ ｓ ｕ ｎ ｉ ｔ ，Ｂ Ｕ） 。
根 据作业 需要 配合 相应 的扶 正 器 （ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ ） 和 柔
第４ ５卷
２ ０ １ ６年 １ ２月
船 海 工 程
Ｓ ＨＩ Ｐ ＆ ０ＣＥ ＡＮ Ｅ ＮＧＩ Ｎ ＥＥ ＲＩ ＮＧ
Ｖｏ １ ． ４ ５ Ｄｅ Ｃ． ２ ０１ ６
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ － ７ ９ ５ ３ ． ２ ０ １ ６ ． Ｓ １ ． ０ ４ ９
在 目前 渤海使 用 较 多 的是 斯 伦 贝谢 的 Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ （ Ｐ Ｄ） 系列 的 ｘ ５和 Ｘ ｃ ｅ ｅ ｄ系 列旋 转 导 向 ， 这
理， Ｂ Ｕ的三 个对 称 分 布 的 巴掌 推 靠 井 壁 ， 井 壁 则
对 工具 作用 反 向的力 ， 见图 ２ 。通 过 Ｃ Ｕ部分测 得 的工具 转速 等 参 数 和 相 应 的 指 令设 置 ， 使 Ｂ Ｕ 的
１ ． ２ 造斜 率 影响 因素 在 渤海 常用 的 Ｐ Ｄ Ｘ ５按 照 不 同 的工 具 尺 寸
其设 计理 论造 斜率 ， 见表 １ 。
表 １ 渤海常用推靠式旋转导 向工具
Ｐ Ｄ Ｘ ５利 用 了简 单 的作 用 力 与 反 作 用 力 原
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６— ０ ４—１ １
修 回 日期 ： ２ ０ １ ６— ０ ７—２ ５
第 一作 者 简 介 ： 边
杰（ １ ９ ８ ４ 一） ， 男， 学士 ， 工 程 师
研 究方 向 ： 海洋石油钻井技术监督 与管理
Ｅ－ ｍａ ｌ ｌ ： ｂ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｅ ＠ｃ ｎ ｏ ｏ ｃ ． ｃ ｏ ｍ． ｃ ｎ
２１ ０
但是在使用 中因为各种不 同的因素影响 ， 在
使 用 时达不 到设 计 的造 斜 率 ， 归 纳 起 来 主要 有 以
２【 ） １ ６‘
ｌ ２』 Ｊ
边
杰， 等： 渤 海 常 川 旋 转 导 向 系统 造 斜 率 影 响 Ｉ 大 １ 索 分 析
船海 １ 程 第４ ５卷
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