精准控制钻孔角度的定向装置研究
精确定向钻井技术研究
精确定向钻井技术柳玉珩关键词：井口与靶点、坐标系统、精度测井、井眼轨迹、实钻监控、三维可视在过去一些定向钻井中，靶区的范围很大，在数十米至100多米，用不上精确定向钻井。
现在大量的定向水平井和大位移水平井中，要求在数米甚至一米以下的范围内寻找油层。
盐矿水平对接井要求在几米直径靶区，完成双井连通。
这就需要精确的定向钻井。
首先是现用一些定向井计算法不够精度。
国内外定向钻井广泛采用的是磁导定位系统，磁偏角和磁方位角直接影响到水平井轨迹的精度，70、80年代的地磁图现在还在用，磁偏角的确定不准确。
还有子午线收敛角基本忽略掉了，这个角度直接影响是井口与靶点磁方位，忽略了这个角度，1000米水平井相差数十米，也就是说磁导定位系统确定的靶点是一个虚靶。
精度不高的定向装备也是不可能完成精确定向钻井。
先进的定向钻井监控系统则是精确定向钻井的关键技术。
一、井口与靶点坐标系建立1、坐标系统确定：同一井位或靶点坐标系不同，坐标值也不同。
在定向钻井有多种描述井口或靶点的位置，如靶区在从井口沿北偏东45°，水平距500米处；井口地理坐标为东经114°北纬20°；靶点大地坐标为X=2803853.21，Y=39371186.97。
在定向钻井中，常采用的是以井口为坐标原点的相对坐标系。
如图1图1 图2以磁北、真北、大地北为纵轴相对坐标系，三个方位角α、A、A M的相互关系如下：坐标方位与磁方位关系：α=A M+β-γ；（1）坐标方位与真方位关系：α=A-γ（2）真方位与磁方位关系：A=A M+β（3）β-磁偏角；γ-子午线收敛角在DWGUIDER6.1定向井/水平井轨迹设计与控制系统，同时采用磁北、坐标北为纵轴和井口与靶点连线为横轴三个坐标系。
在井口与靶点连线为横轴的坐标系中，相对坐标方位B= A M-A L（4）A L=α0-β+γ（5）A L-井口与靶点连线磁方位角，α0-井口与靶点连线大地坐标系方位角（1）磁偏角β的精确取值：地球的磁极不是在北极点和南极点上，磁极每时每刻都在不停的运动着而是有比较大的偏移。
定向钻孔的原理
定向钻孔的原理
定向钻孔是一种通过钻机控制钻孔方向和轨迹的技术。
其原理是利用方向导向系统控制钻杆的姿态，使钻头沿着预定的路径钻进地下。
具体原理如下：
1. 方向导向系统：钻杆底部装有方向导向传感器，通过测量地磁场或者地震波信号，可以确定钻杆的真实方向和位置。
2. 钻杆姿态控制：通过调整钻杆的角度和方向，可以改变钻头的钻进方向。
钻杆的姿态可以通过液压或电动控制实现。
3. 位移控制：通过计算和控制钻进速度和位移，可以实现沿着预定路径持续钻进。
钻机操作员根据钻井现场情况和地质数据，调整钻进参数。
4. 实时监测：定向钻孔过程中，会实时监测钻进数据和方向传感器数据，以确保钻孔的准确性和安全性。
监测数据可以反馈给操作员，及时调整钻井策略。
总之，定向钻孔的原理是通过方向导向系统、钻杆姿态控制、位移控制和实时监测等技术手段，实现钻头沿着预定路径钻进地下。
这项技术在油气勘探、地质勘测和地下工程等领域有广泛应用。
定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究
定向井大井眼轨迹控制技术与应用研究定向井是一种在石油工程中广泛应用的技术，它可以通过控制钻头的运动轨迹, 实现沿着特定角度和方向进行钻井。
定向井有助于提高石油勘探和开发的效率和经济性，因此在石油行业中得到了广泛的应用。
定向井的大井眼轨迹控制技术是一种用于控制井眼轨迹的技术，其主要目的是实现钻井过程中的高效率和精确性。
大井眼轨迹控制是定向井施工过程中的一个重要环节，它涉及到在地下目标层位的垂直方向上进行高精度的控制，以达到一定的角度和方向。
大井眼轨迹控制技术主要包括以下几个方面：1. 方位工具的选择和配置：方位工具是确定井眼方向的关键设备，包括钻头、测量仪器和导向工具等。
在大井眼轨迹控制中，需要选取合适的方位工具，根据目标地层情况和施工要求进行配置，以实现精确的井眼控制。
2. 钻井参数的调整和优化：钻井参数是影响井眼轨迹的关键因素，包括转速、进给速度、钻头撤出速度等。
在大井眼轨迹控制中，需要根据地层条件和施工要求，调整和优化钻井参数，以实现精确的定向效果。
3. 地震测井技术的应用：地震测井技术是一种利用地震波和地层反射特性来进行测量和识别的技术，可以用于确定地层的厚度、性质和构造。
在大井眼轨迹控制中，地震测井技术可以用来提供更准确的地层信息，辅助确定井眼的位置和方向。
4. 数据采集和处理技术的应用：在大井眼轨迹控制过程中，需要进行大量的数据采集和处理工作，包括井斜、方位、地层位移、井眼径向位置等数据。
采用先进的数据采集和处理技术，可以提高数据的准确性和可靠性，保证井眼轨迹的控制效果。
大井眼轨迹控制技术在石油工程中有着广泛的应用。
它可以有效地提高钻井作业的效率和准确性，降低施工成本和风险。
它对于石油勘探和开发具有重要的意义，可以帮助提高石油资源的开采率和利用效率，推动石油工程技术的发展和进步。
定向钻定位研究
定向钻精确定位研究一、定向钻导向技术导向技术现在基本上可分为无线导向、跟踪式有线导向和地磁有线导向。
（一）无线导向无线导向是中小型水平定向钻机最常用的导向方式。
无线导向系统一般包括传感器、接收器和远程显示器三部分(如图 1)。
其基本原理是由安装在钻头内的传感器发送电磁信号，该信号会被接收器接收。
接收器将信号处理成四个重要讯息：倾斜度、深度、时钟值、定位点，同时将信号传送给操作台上的远程显示器。
图1 无线导向系统组成1、倾斜度倾斜度是指钻进过程中垂直深度的变化量和水平距离改变量的比值，可以用度数或斜度百分比来表示。
如果倾斜度为零，就表示钻头的两端平衡；如果倾斜度读数为负，就表示钻头朝下；读数为正，就表示钻头朝上。
2、深度若要决定钻头的深度，接收器必须在钻头的正上方，接收器会转换来自传感器的信号，并且显示深度。
该深度是钻头与钻机所处平面的相对深度。
3、时钟值时钟值是指导向板的旋转位置，它主要运用于调整钻头前进方向。
4、定位点在传感器的磁波范围内有三个位置或定点可用来寻找位于地下的传感器。
一个在传感器前方(前定位点或 FLP)，另一个在传感器后方(后定位点或RLP)。
第三个定位位置是代表传感器位置的直线。
通过这些可以掌握钻头的平面位置，为导向员调整方向提供依据。
（二）跟踪式有线导向一般情况下，无线导向系统已能顺利完成导向任务，但是在许多复杂情况下就会显现出不足。
施工范围内的高架电线、水泥地面内的钢筋、交通信号灯、附近车辆以及金属围栏等均会对测得的信号造成干扰，会导致导向员无法准确定位、判断错误，进而给出错误指令，使钻进轨迹无法按设计要求进行。
更为严重的情况下，斜度、时钟值、深度都会无法显示，致使工程无法继续进行。
跟踪式有线控向在一定程度上弥补了无线控向的不足。
它的时钟值、斜度值是由传感器后端的电缆线直接传到显示器，有别于无线控向信号的电磁波发射方式，信号更加稳定可靠。
在相同深度的情况下，有线导向的信号强度大大优于无线导向，因此它的探测深度也大于无线导向。
一种快速给定钻孔方位角的装置[实用新型专利]
![一种快速给定钻孔方位角的装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/32e5a227a1c7aa00b42acb86.png)
专利名称：一种快速给定钻孔方位角的装置专利类型：实用新型专利
发明人：王吉斌,田俊,刘应珍
申请号：CN202022138403.6
申请日：20200925
公开号：CN212803076U
公开日：
20210326
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种快速给定钻孔方位角的装置，所述装置包括：孔口定位装置，所述孔口定位装置可拆卸安装在工作面上；中心线定位装置，所述中心线定位装置包括固定板和第一激光器，第一激光器设置在固定板上；交点定位装置，所述交点定位装置包括测距仪、第一架体和交点定位孔，交点定位孔设置在第一架体上，测距仪设置在第一架体上；钻杆导向装置，所述钻杆导向装置包括第二激光器和万向机构，第二激光器通过万向机构活动连接在第一架体上，第二激光器的中轴线通过交点定位孔的中心。
以解决现有技术容易受到掘进工作面铁器的磁性影响，导致钻孔与中心线的水平夹角给定不准确，使得钻孔的方位角最终给定不准确的问题。
申请人：贵州盘江煤电集团技术研究院有限公司,贵州盘江精煤股份有限公司
地址：553536 贵州省六盘水市盘州市干沟桥
国籍：CN
代理机构：贵阳中新专利商标事务所
代理人：张彪
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定向钻方案
定向钻方案定向钻方案1. 引言定向钻是一种在地下进行水平或斜向钻探的技术，广泛应用于油井、煤矿及地质勘探等领域。
本文将介绍定向钻的基本原理、设备要求以及操作流程，帮助读者了解定向钻方案的实施过程。
2. 定向钻的基本原理定向钻的基本原理是利用转动钻头产生的旋转力和下压力，通过合理调整钻头的位置和倾斜角度，使钻孔沿着设定的方向进行钻探。
定向钻主要通过以下几个要素来实现钻孔的定向：- 钻头倾斜- 钻头旋转- 钻杆压力及转动控制通过合理地控制这些要素，可以实现在地下进行水平或斜向钻探。
3. 定向钻的设备要求实施定向钻的过程中，需要使用到以下几种设备：3.1 定向钻机定向钻机是实施定向钻的关键设备，它需要具备以下要求：- 机身坚固，能承受钻探过程中产生的大压力和弯曲力。
- 高精度的方向控制系统，能准确控制钻孔的倾斜角度。
- 强大的钻进能力，能够钻探各种类型的地层。
3.2 定向测斜工具定向测斜工具用于测量钻孔的倾斜角度和方向，一般由测斜仪和旋转传感器组成。
测斜仪用于测量钻孔的倾斜角度，旋转传感器用于测量钻孔的方向。
3.3 钻杆组件钻杆组件用于连接钻头和定向钻机，以传递旋转力和下压力。
钻杆组件需要具备足够的强度和刚度，以满足定向钻的要求。
4. 定向钻的操作流程实施定向钻需要按照以下流程进行：4.1 准备工作在开始定向钻之前，需要进行一系列的准备工作，包括选择合适的定向钻机和钻杆组件，准备定向测斜工具，检查设备是否正常工作，确保施工现场的安全等。
4.2 钻井设计钻井设计是定向钻的关键环节，需要根据工程要求和地质条件确定钻孔的方向、倾斜角度和钻进路径等参数。
一般情况下，钻井设计需要借助计算机软件来进行模拟和优化。
4.3 定向钻施工定向钻施工是按照钻井设计要求进行钻井的过程。
在施工过程中，需要严格控制钻头的倾斜角度和方向，通过实时监测钻井参数和测斜数据，及时调整钻进路径。
4.4 完井操作定向钻完成后，需要进行完井操作，包括固井、完善井筒完整性、安装套管等。
定向井井眼轨迹精准控制技术探讨
定向井井眼轨迹精准控制技术探讨定向井井眼轨迹精准控制技术探讨[摘要]定向井钻井⼯艺技术是当今油⽓勘探开发最先进的钻井技术之⼀，能够明显降低钻井成本，具有显著的经济效益，其中定向井主要有井眼轨迹控制设计、保持井眼稳定、保护油⽓层、提⾼钻井效率与安全施⼯五⼤任务。
螺杆钻具是⼀种动⼒钻具，能够⼤⼤提⾼钻头的转速，配合上PDC钻头，更是能够明显提⾼钻井速度。
在此基础上，本⽂提出了利⽤单弯螺杆钻具实现直井段防斜打快的⽬的。
防斜单弯螺杆钻具组合可以使钻头在低钻压下获得较⾼的转速，充分利⽤钻头的侧向切削能⼒，不仅有利于控制直井段井斜，也可以达到提⾼钻井速度的⽬的。
防斜单弯螺杆钻具中存在结构弯⾓，使其能够有更强的防斜、纠斜能⼒，⽐传统的钟摆螺杆钻具组合更为有效地控制井斜。
[关键词]定向井；井眼轨迹；控制技术中图分类号：S211 ⽂献标识码：A ⽂章编号：1009-914X （2018）28-0306-01在已有的旋转导向钻井⽅式直井防斜打快的基础上，设计出专⽤防斜单弯螺杆钻具组合，单弯防斜螺杆来控制井斜有三⽅⾯的好处：（1）在控制井斜时⽐钟摆钻具更加的稳定，防斜效果更加的明显；（2）控制井斜的同时，可以获更⾼的机械钻速，有效地解决了利⽤传统的钟摆钻具必须使⽤⼩钻压、钻井速度偏低的问题；（3）与导向钻具组合相⽐，不但有防斜的作⽤还有纠斜的作⽤。
1.定向井段井眼轨迹控制难点分析（1）同平台两井间井⼝地⾯距离⼩，⼀般五⽶左右，造斜段多为700～800⽶，直井段长，若在钻井过程中井眼轨迹控制效果不佳，会出现两⼝井直井段碰撞的现象，还可能出现井眼轨迹误差较⼤的问题。
（2）该区块储层位置较深，造成靶点相对较深，且下部地层倾⾓较⼤，对于定向井⽽⾔，光杆段较长，则井斜⽅位将会极难控制。
（3）裸眼段长，定向时⾼摩阻⼤扭矩。
（4）该区块地质条件复杂，岩性变化⼤，易缩径掉块。
2.定向井段井眼轨迹控制基本原则井眼轨迹控制就是在钻井施⼯过程中通过⼀定的⼿段使实钻井眼轨迹尽量能符合设计的井眼轨道最终保证中靶的过程。
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精 准控 制 钻 孑 角 度 的定 向装 置研 究 Ｌ
杨 年 华 ，薛 里 ，孟 海 利 ，汪 泽
（ ． 国铁 道 科 学 研 究 院 ，北 京 １ ０ ８ ；２ 浙 江 省 高 能 爆 破 工 程 有 限公 司 ，杭 州 ３ ０ １ ） １中 ００１ ． １ ０ ４
摘 要 ：光 面 （ 裂 ） 破 效 果好 坏 主要 取 决 于 钻 孔 的 平 行 度 ， 孔 前 方 便 、 捷 、 确 地 测 量 和 调 节钻 预 爆 钻 快 精
杆 姿 态 足 关 键 。为 此 将 一 种 先 进 的 高 精 度 电子 罗 盘 安 装 在 钻 架 臂 上 ， 随时 监 测 钻 臂 的 ＝维 姿 态 ， 钻 孔 ： 使
方 向 处 于 被 监 控 状 态 ， 便 及 时 调 整 钻 孔 方 向误 差 ， 证 钻 孔 平 行 度 达 到 设 计 要 求 。 与 国 外 开 发 的 方 保
ＡＢＳ ＴＲ ＡＣＴ ： Ｓｉ ｃ ｆｅ ｔｏ ｍ ｏ ｈ （ ｅ ｓ ｌｔ ｎ ｅ ｅ ｆ ｃ ｆｓ ｏｔ ｐｒ — ｐ ｉ）ｂｌ ｓ ｉ ｐｅ ｄｓｌ ｒ ｌ ｎ ｔ ｅ ｐａ ａ ｌ ｌ ｇｒ ｅｏｆｄｒｌｉ ｇ，ｉ ａ ｔｎｇ ｄｅ ｎ ａ ｇｅ ｙ ｏ ｈ ｒ ｌｅ ｄｅ ｅ ｉｌｎ ｔ ｉ ｙ ｔ ａ ｅ ｓ ｒｎｇ ａ ｄ ｒ ｇｕ ａ ｉ ｒ ｌ ｐ ｔ ｅ ｃ ｖｅ ｅ ｔｙ．ｆ ｓ ｎ ｃ ｕｒ ｔ ｌ ｆ ｒ ｉｌｎ ｓｋｅ ｈ ｔｍ ａ ｕ ｉ ｎ ｅ ｌ ｔｎｇ ｄ ｉｌ ｏｓ ｕｒ ｏｎ ｎｉ ｎ ｌ ａ ｔａ ｄ ａ ｃ ａ ｅ ｙ ｂｅ ｏ ｅ ｄｒｌｉ ｇ． Ａ ｎ ａ — ｄ ｖ ｎｃ ｄ ｈｉ — ｅ ｉｉ ｌｃ ｒ ｎｉ ｏ ｐ ｓ ａ ｎｓ ａ ｌ ｄ ｉ ｈｅ ｄｒｌ ｈｏ ｄｅ ｎ ｏ ｄｅ ｏ ｍ ｏ ｔ ｒ ｔ ｈｒ ｅ— — ａ ｅ ｇｈ— ｃｓｏｎ ｅ ｅ ｔ ｏ ｃ ｃ ｍ ａ ｓ ｗ ｓｉ ｔ ｌｅ ｎ ｔ ｉｌ ｐｒ ｌ ｒｉ ｒ ｒ ｔ ｎｉｏ ｈｅ ｔ ｅ — — ｄｉ
第 １７ 卷 第 １ 期
２ ０ １ 年 ３ 月 １
工程 爆破
ＥＮ Ｇ Ｉ ＥＥＲ Ｉ Ｎ ＮＧ Ｓ Ｉ Ｇ ＢＩＡ Ｔ Ｎ
Ｖｏ． Ｉ１ ７，Ｎ Ｏ ．１ Ｍ ａ ｃ ２ １ ｒｈ ０ １
文 章 编 号 ：１ ０ —７ ５ （ ０ １） １ ０ ９ ４ ０ ６ ０ １ ２ １ ０ —０ ３ —０
Ｇ Ｓ测 向 装 置 相 比 不 仅 成 本 低 ， Ｐ 且克 服 了 Ｇ Ｓ受 卫 星 信 号 强 弱 影 响 的缺 点 ， 量 更 加 准 确 快 速 。通 过 Ｐ 测
京 沪 高 速 铁 路 多 个 边 坡 钻 爆 工 点 的 试 用 ， 得 优 质 光 面 爆 破 效 果 ， 孔 平 行 度 偏 差 小 于 １。 取 炮 。
Ｓｏ，ｔ ａ ａ ｌ ｌｄ ｇ ｅ ｆ ｔ ｉｌｎ ｅ ｔ ｈｅ ｄｅ ｉ ｎ ｒ ｑ ｒ ｍ ｅ ｔ Ｃｏｍ ｐａ ｉ ｇ ｗ ｉｈ Ｇ ＰＳ ｄｅ ｉ ｅ ｖ ｌ ｈｅ ｐ ｒ ｌｅ ｅ ｒ ｅ ｏ ｈｅ ｄｒｌｉ ｇ ｍ ｅ ｓ ｔ ｓ ｇ ｅ ｕｉｅ ｎ． ｒｎ ｔ ｖ ｃ ｓ ｄｅ ｅ — ｏ ｄ ｂ ｏ ｅｇｎｅ ｓ ｔ ｓ ｅｅ ｔ ｏ ｉ ｏ ｐ ｓ ｓｎｏ ｎｌ ｎ ｘ ｅ ｓｖ ｐｅ ｙ ｆ ｒ ｉ ｒ ， ｈｉ ｌｃ ｒ ｎｃ ｃ ｍ ａ ｓｉ ｔｏ ｙ ｉｅ ｐ ｎ ｉｅ，ｂ ｖ ｒ ｏ ｅ ｈｅｓ ｒｃ ｍ ｉｇｓｔ ｔＧＰＳ ｉ ｕｔｏ ｅ ｃ ｍ ｓ ｔ ｈｏ ｔ ｏ ｎ ｈａ ｓ ｉ ｐ ｃ ｅ ｙ ｔ ｅ ｓｒ ｎ ｔ ｆｓ ｔ ｌｉｅ ｓｇ ａ ，ｗ ｈ ｃ ａ ｅ ｔ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔｍ ｏ ｅ ａ ｃ ｒ ｔ ｌ ｎ ｕ ｃ ｌ ． Ｗ ｉｈ ｔ ｅ ｍ ａ ｔ ｄ ｂ ｈ ｔｅ ｇ ｈ ｏ ａ ｅｌ ｉｎ ｌ ｔ ｉｈ ｍ ｋ ｓ ｉｓｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｒ ｃ ｕ ａ ｅｙ ａ ｄ ｑ ｉｋ ｙ ｔ ｈ
关 键 词 ：预裂爆破 ；电子罗盘 ；钻孔 ；定向装置 中 图分 类 号 ：Ｔ ３ ． １ ＴＤ２ ５ ３ １ Ｄ２ １ ６ ； ３ ． ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｓ Ｕ ＤＹ Ｔ ＯＮ ＰＲＥＣＩ ＳＥ ＣＯＮ ＴＲＯ Ｌ ＯＦ ＤＲＩ ＬＬＩ Ｇ Ｎ ＧＬＥ Ｎ Ａ ｏＦ
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