旋转导向钻井工具简介_图文.ppt
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旋转导向钻井智能钻井介绍 Auto Trak,Power Drive, Geo Pilot
旋转导向钻井工具简介
目录
旋转导向钻井技术概况
背景：为克服滑动导向技术的不足，从20世纪80 年代后期，国际上开始研究旋转导向钻井技术。 发展：20世纪90年代初期,多家公司形成了商业化 的旋转导向技术，目前有三种比较成熟导向系统。 组成：旋转导向钻井系统实质上是一个旋转导向 工具与测量传输仪器（MWD/LWD）联合组成的井下 闭环工具系统。 应用：非常适合目前开发特殊油藏的超深井、高 难度定向井、水平井、大位移井和水平分支井等。
3、动态指向式旋转导向钻井工具
4、基于旋转导向钻进方式的可控弯接头系统 5、指向式旋转导向钻井工具
动态推进式旋转导向钻井工具
• 胜利油田承担国家“863”计划“旋转导向钻井系统关键
技术研究”后,与西安石油大学联合开发 • 原理：斯伦贝谢的PowerDrive基本一样。
• 现状：进行了20 多次的地面试验,2006 年8 月在营122斜
动态指向式旋转导向钻井工具
由海洋石油工程股份有限公司及西南石油大学，结合了哈 里伯顿的Geo–Pilot的指向式结构和斯伦贝谢的Power Drive的随钻的下盘阀结构，提出了动态指向式旋转导向
钻井工具的设计思想,目前还停留在理论阶段。
基于旋转导向钻进方式的可控弯接头系统
由西安石油大学机械工程学院中原油田第三采油厂在CNPC
典型旋转导向钻井工具介绍
• Baker Hughes推出的Auto Trak不旋转外筒式 闭环自动导向钻井系统。
• Schlumberger Anadrill公司的Power Drive
全旋转导向钻井系统。 • Sperry-Sun 产品服务公司推出的Geo-Pilot 旋转导向自动钻井系统。
1.Auto Trak 旋转导向钻井系统
目录
旋转导向钻井技术概况
背景：为克服滑动导向技术的不足，从20世纪80 年代后期，国际上开始研究旋转导向钻井技术。 发展：20世纪90年代初期,多家公司形成了商业化 的旋转导向技术，目前有三种比较成熟导向系统。 组成：旋转导向钻井系统实质上是一个旋转导向 工具与测量传输仪器（MWD/LWD）联合组成的井下 闭环工具系统。 应用：非常适合目前开发特殊油藏的超深井、高 难度定向井、水平井、大位移井和水平分支井等。
3、动态指向式旋转导向钻井工具
4、基于旋转导向钻进方式的可控弯接头系统 5、指向式旋转导向钻井工具
动态推进式旋转导向钻井工具
• 胜利油田承担国家“863”计划“旋转导向钻井系统关键
技术研究”后,与西安石油大学联合开发 • 原理：斯伦贝谢的PowerDrive基本一样。
• 现状：进行了20 多次的地面试验,2006 年8 月在营122斜
动态指向式旋转导向钻井工具
由海洋石油工程股份有限公司及西南石油大学，结合了哈 里伯顿的Geo–Pilot的指向式结构和斯伦贝谢的Power Drive的随钻的下盘阀结构，提出了动态指向式旋转导向
钻井工具的设计思想,目前还停留在理论阶段。
基于旋转导向钻进方式的可控弯接头系统
由西安石油大学机械工程学院中原油田第三采油厂在CNPC
典型旋转导向钻井工具介绍
• Baker Hughes推出的Auto Trak不旋转外筒式 闭环自动导向钻井系统。
• Schlumberger Anadrill公司的Power Drive
全旋转导向钻井系统。 • Sperry-Sun 产品服务公司推出的Geo-Pilot 旋转导向自动钻井系统。
1.Auto Trak 旋转导向钻井系统
斯伦贝谢定向钻井和旋转导向 ppt课件
一步提高钻速
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
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。
旋转导向技术 ppt课件
主要特点：外筒不旋转，改变角度导向
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10
导向原理
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11
偏置原理
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12
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)。
• 旋转导向系统按偏置机构的工作方式又可分为静态偏置式 (Static Bias) 和动态偏置式(Dynamic Bias ,即调制式 (Modulated) ) 二种。
ppt课件
5
偏置原理
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6
2.Power Drive 旋转导向钻井系统
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。
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7
偏置单元
Pad out
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Pad in
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导向原理
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3.Geo-Pilot旋转导向钻井系统
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推靠式
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指向式
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旋转导向钻井系统
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三种不同方式旋转导向系统对比
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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。
• 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。
• 导向原理与贝克休斯基本一样，液压动力来源于钻井液 • 2005年11月分别在长庆油田西28-022井、宁37-32井和渤
海油田LD5-2-A1井进行了现场钻井作业试验。
旋转导向钻井技术简介.共43页
人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
旋转导向钻井系统
1—接测量系统螺纹接头 2—钻铤 3—稳定控制平台 4—液压盘阀分流系统 5—翼肋伸缩短节 6—接钻头螺纹接头
旋转导向工具系统的结构
液压导向结构原理 图
液压系统原理图
自动垂直钻井工具的主要部件是一个通过轴承与近钻头处的钻杆 相连接的导向活套，偏心轴承安装在钻杆上;导向活套的外圆周上 沿径向均布着三个导向液压缸A、B、C，其内圆周上径向均布着 三个柱塞液压泵A、B、C。导向套上部安装有阻尼器，且其外圆 轴向方向开设三道导流槽，环空泥浆部分通过导流槽返回地面， 在阻尼器和环空泥浆共同作用下导向套与钻杆间存在转速差。从 上面对该垂直钻井工具结构的介绍可知，这一转速差是柱塞泵正 常工作的必备条件。钻杆开始转动，布置在导向套内的柱塞泵A、 B、C，从钻杆上提取机械能，转换成液压系统的液压动力源，为 导向液压缸活塞提供伸缩动力。通过实时检测井斜，按控制规则 发令，控制导向液压缸A、B、C中一个或两个导向活塞伸出顶向 井壁，产生导向主要由储油皮囊、吸油单向阀、柱 塞泵、压油单向阀、电磁阀、溢流阀、导向液压缸组成。钻杆旋转时， 带动与钻杆相连的偏心轴承一起转动。当钻杆与导向套间存在转速差时， 泵柱塞在复位弹簧力和钻杆传递过来动力的共同作用下作往复运动。随 着柱塞的伸出缩回，液压泵进行吸排油。钻杆旋转一周，柱塞泵完成一 次吸、排油过程。导向液压缸无杆腔最高工作压力通过溢流阀设定，也 即限定了导向活塞对井壁的最大推靠力。通过控制电磁阀的电磁铁通断 电来决定液压系统是否起导向作用。电磁铁不通电，导向液压缸无杆腔 与皮囊通过电磁阀相连通，液压泵输出油液直接回皮囊，导向液压缸无 杆腔未建立起油压，导向活塞不伸出。当井斜检测系统检测到井斜超过 限定值时，按控制规则发出控制信号，控制电磁阀电磁铁通电，导向液 压缸无杆腔与低压回路切断，导向活塞在油液压力作用下伸出，顶向井 壁，产生导向集中力，把井眼轨迹纠回到正确方向;反之，井斜在限定范 围内，电磁阀电磁铁断电，导向液压缸活塞在复位弹簧作用下缩回，至 此导向过程结束。
旋转导向工具系统的结构
液压导向结构原理 图
液压系统原理图
自动垂直钻井工具的主要部件是一个通过轴承与近钻头处的钻杆 相连接的导向活套，偏心轴承安装在钻杆上;导向活套的外圆周上 沿径向均布着三个导向液压缸A、B、C，其内圆周上径向均布着 三个柱塞液压泵A、B、C。导向套上部安装有阻尼器，且其外圆 轴向方向开设三道导流槽，环空泥浆部分通过导流槽返回地面， 在阻尼器和环空泥浆共同作用下导向套与钻杆间存在转速差。从 上面对该垂直钻井工具结构的介绍可知，这一转速差是柱塞泵正 常工作的必备条件。钻杆开始转动，布置在导向套内的柱塞泵A、 B、C，从钻杆上提取机械能，转换成液压系统的液压动力源，为 导向液压缸活塞提供伸缩动力。通过实时检测井斜，按控制规则 发令，控制导向液压缸A、B、C中一个或两个导向活塞伸出顶向 井壁，产生导向主要由储油皮囊、吸油单向阀、柱 塞泵、压油单向阀、电磁阀、溢流阀、导向液压缸组成。钻杆旋转时， 带动与钻杆相连的偏心轴承一起转动。当钻杆与导向套间存在转速差时， 泵柱塞在复位弹簧力和钻杆传递过来动力的共同作用下作往复运动。随 着柱塞的伸出缩回，液压泵进行吸排油。钻杆旋转一周，柱塞泵完成一 次吸、排油过程。导向液压缸无杆腔最高工作压力通过溢流阀设定，也 即限定了导向活塞对井壁的最大推靠力。通过控制电磁阀的电磁铁通断 电来决定液压系统是否起导向作用。电磁铁不通电，导向液压缸无杆腔 与皮囊通过电磁阀相连通，液压泵输出油液直接回皮囊，导向液压缸无 杆腔未建立起油压，导向活塞不伸出。当井斜检测系统检测到井斜超过 限定值时，按控制规则发出控制信号，控制电磁阀电磁铁通电，导向液 压缸无杆腔与低压回路切断，导向活塞在油液压力作用下伸出，顶向井 壁，产生导向集中力，把井眼轨迹纠回到正确方向;反之，井斜在限定范 围内，电磁阀电磁铁断电，导向液压缸活塞在复位弹簧作用下缩回，至 此导向过程结束。