中国定向井技术服务承包商协会
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
支撑翼肋
➢ 图2 AutoTrak RCLS结构示意图
中国定向井技术服务承包商协会
㈡ PowerDrive旋转导向钻井系统
系统的组成
n Power Driver SRD系统 由稳定平台和翼肋支出 及控制机构组成。
PowerDrive系图统5 Po主wer要Driv组e系统成主要部组分成部分
中国定向井技术服务承包商协会
㈡ PowerDrive旋转导向钻井系统(续)
Power DrIver SRD系统的支撑翼肋的支 出动力来源是钻井过程中钻柱内外的钻 井液压差。控制轴从稳定平台延伸到下 部的翼肋支出控制机构，底端固定上盘 阀，由稳定平台控制上盘阀的转角。下 盘阀固定于井下偏置工具内部，随钻柱 一起转动，其上的液压孔分别与翼肋支 撑液压腔相通。在井下工作时，由稳定 平台控制上盘阀的相对稳定性；随钻柱 一起旋转的下盘阀上的液压孔将依次与 上盘阀上的高压孔接通，使钻柱内部的 高压钻井液通过该临时接通的液压通道 进入相关的翼肋支撑液压腔，在钻柱内 外钻井液压差的作用下，将翼肋支出。
Anadrill公司的PowerDrive。截至1999年底，该系统已下井 138次，累计工作时间11610h，总进尺47780m。目前，世 界上3口位移超过10000m的大位移井中，有2口应用了该系 统。
中国定向井技术服务承包商协会
目前，旋转导向钻井系统形成了两大发展方向：
不旋转外筒式闭环自动导向钻井系统: AUTOTRAK和GP
㈠、AutoTrak旋转闭环钻井系统(续)
井下偏置导向工具导向原理示意图
中国定向井技术服务承包商协会
㈠、AutoTrak旋转闭环钻井系统(续)
中国定向井技术服务承包商协会
㈠、AutoTrak旋转闭环钻井系统(续)
工作原理:
AutoTrak RClS系统的井下偏 置导向工具由不旋转外套和旋 转心轴两大部分通过上下轴承 连接形成一可相对转动的结构 。旋转心轴上接钻柱，下接钻 头，起传递钻压、扭矩和输送 钻井液的作用。不旋转外套上 设置有井下CPU、控制部分和
图6 PowerDrive盘阀控制机构示意图
PowerDrive盘阀控制机构示意图
中国定向井技术服务承包商协会
㈡ PowerDrive旋转导向钻井系统(续)
PowerDrive把旋转钻井条件下 测得的井斜角、方位角和工具 面角等数据上传到地面，地面 计算机监控系统根据实钻井眼 与设计井眼的相对位置来产生 改变工具面角等参数的下传指 令，井下微处理器分析脉冲信 号加以识别，与储存在仪器里 的指令对比后，由井下旋转导 向工具执行指令
n 旋转导向钻井系统实质上是一个变径稳定器与测 量传输仪器（MWD/LWD）联合组成的井下闭环工 具系统。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、水平分支井 等。
中国定向井技术服务承包商协会
旋转导向钻井技术概述(续)
n 在钻柱旋转的情况下，具有导向能力； n 配有全系列标准的地层参数及钻井参数检测仪器； n 配有地面—井下双向通讯系统； n 工具设计制造模块化、集成化； n 定向钻井时不需要特殊的钻井参数，就可以保证最优的
⑶ 同步发送和接收MWD、LWD等数据，一体化的设计特色和6-12bit/s的数据传输 速度。
⑷ 地面监控系统能改善对钻压、钻井泵的控制。通过改变泥浆的流量，可改编数 据传输速度。通过改变数据帧，它能随钻井和地质条件的改变而选择哪个数据 实时传输和哪个数据存贮起来。
⑸ 可配套特制的PDC钻头，大幅度提高钻速。
中国定向井技术服务承包商协会
在渤海油田使用的旋转导向钻井系统介 绍
中国定向井技术服务承包商协会
㈠、AutoTrak旋转闭环钻井系统
系统组成:
➢地面与井下的双向通讯 系统(地面监控计算机、 解码系统及钻井液脉冲 信号发生装置)
➢导向系统(AutoTrak工 具)
➢MWD/LWD
中国定向井技术服务承包商协会
钻井过程 n 导向自动控制，以保证准确光滑的井眼轨迹。
中国定向井技术服务承包商协会
国际上已使用的旋转导向钻井系统(续)
Sperry-sun在1999年推出新一代的Geo-Pilot旋转导向自动 钻井系统
Baker Hughes Inteq在1997年推出的Auto Trak。其63/4“系 统创下了单次下井工作时间92h，进尺2986m的世界纪录， 81/4”系统创下了单次下井工作时间167h，进尺3620m的世 界纪录。
⑹ 旋转控制阀在垂直井段随钻柱一起旋转，导向块产生的导向力也不断变化，会 造成井眼扩径和井下钻具的横向冲击与振动。同时由于活塞伸缩频繁和液压控 制系统的工作介质的影响，工具的耐磨损与密封是关键技术。
中国定向井技术服务承包商协会
㈢ Geo-Pi源自文库ot系统
Geo-Pilot系统也是一种不旋转外筒式导向工具，Geo-Pilot旋转导向是 靠不旋转外筒与旋转心轴之间的一套偏置机构使旋转心轴偏置，从而 为钻头提供了一个与井眼轴线不一致的倾角。其偏置机构是一套由几 个可控制的偏心圆环组合形成的偏心机构，当井下自动控制完成之后 ，该机构将相对于不旋转外套固定，从而始终将旋转心轴向固定方向 偏置，提供方向固定的倾角。
全旋转自动导向钻井系统: Power Driver SRD
中国定向井技术服务承包商协会
国际上已使用的旋转导向钻井系统(续)
2000年，PowerDrive SRD系统引入国内海 上应用，在设计井深8800m、水平位移超过 7500m的南海XJ24—3—A18井6871— 8610m井段中成功应用。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。
中国定向井技术服务承包商协会
PowerDrive675
Pad out
Pad in
中国定向井技术服务承包商协会
PowerDrive BHA
中国定向井技术服务承包商协会
PowerDrive的特点
⑴ 整个钻具对井眼没有静止点，能减小摩阻、利于井眼清洗、优化井身质量。
⑵ 内部故障诊断和工具维护指示，减小了井下故障发生的几率。
中国定向井技术服务承 包商协会
2020/11/2
中国定向井技术服务承包商协会
1. 概述 2. 国际上已经投入使用的旋转导向钻井系统 3. 在渤海油田使用的旋转导向钻井系统介绍 4. 旋转导向技术的应用 5. 分支井技术
中国定向井技术服务承包商协会
旋转导向钻井技术概述
n 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。
➢ 图2 AutoTrak RCLS结构示意图
中国定向井技术服务承包商协会
㈡ PowerDrive旋转导向钻井系统
系统的组成
n Power Driver SRD系统 由稳定平台和翼肋支出 及控制机构组成。
PowerDrive系图统5 Po主wer要Driv组e系统成主要部组分成部分
中国定向井技术服务承包商协会
㈡ PowerDrive旋转导向钻井系统(续)
Power DrIver SRD系统的支撑翼肋的支 出动力来源是钻井过程中钻柱内外的钻 井液压差。控制轴从稳定平台延伸到下 部的翼肋支出控制机构，底端固定上盘 阀，由稳定平台控制上盘阀的转角。下 盘阀固定于井下偏置工具内部，随钻柱 一起转动，其上的液压孔分别与翼肋支 撑液压腔相通。在井下工作时，由稳定 平台控制上盘阀的相对稳定性；随钻柱 一起旋转的下盘阀上的液压孔将依次与 上盘阀上的高压孔接通，使钻柱内部的 高压钻井液通过该临时接通的液压通道 进入相关的翼肋支撑液压腔，在钻柱内 外钻井液压差的作用下，将翼肋支出。
Anadrill公司的PowerDrive。截至1999年底，该系统已下井 138次，累计工作时间11610h，总进尺47780m。目前，世 界上3口位移超过10000m的大位移井中，有2口应用了该系 统。
中国定向井技术服务承包商协会
目前，旋转导向钻井系统形成了两大发展方向：
不旋转外筒式闭环自动导向钻井系统: AUTOTRAK和GP
㈠、AutoTrak旋转闭环钻井系统(续)
井下偏置导向工具导向原理示意图
中国定向井技术服务承包商协会
㈠、AutoTrak旋转闭环钻井系统(续)
中国定向井技术服务承包商协会
㈠、AutoTrak旋转闭环钻井系统(续)
工作原理:
AutoTrak RClS系统的井下偏 置导向工具由不旋转外套和旋 转心轴两大部分通过上下轴承 连接形成一可相对转动的结构 。旋转心轴上接钻柱，下接钻 头，起传递钻压、扭矩和输送 钻井液的作用。不旋转外套上 设置有井下CPU、控制部分和
图6 PowerDrive盘阀控制机构示意图
PowerDrive盘阀控制机构示意图
中国定向井技术服务承包商协会
㈡ PowerDrive旋转导向钻井系统(续)
PowerDrive把旋转钻井条件下 测得的井斜角、方位角和工具 面角等数据上传到地面，地面 计算机监控系统根据实钻井眼 与设计井眼的相对位置来产生 改变工具面角等参数的下传指 令，井下微处理器分析脉冲信 号加以识别，与储存在仪器里 的指令对比后，由井下旋转导 向工具执行指令
n 旋转导向钻井系统实质上是一个变径稳定器与测 量传输仪器（MWD/LWD）联合组成的井下闭环工 具系统。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、水平分支井 等。
中国定向井技术服务承包商协会
旋转导向钻井技术概述(续)
n 在钻柱旋转的情况下，具有导向能力； n 配有全系列标准的地层参数及钻井参数检测仪器； n 配有地面—井下双向通讯系统； n 工具设计制造模块化、集成化； n 定向钻井时不需要特殊的钻井参数，就可以保证最优的
⑶ 同步发送和接收MWD、LWD等数据，一体化的设计特色和6-12bit/s的数据传输 速度。
⑷ 地面监控系统能改善对钻压、钻井泵的控制。通过改变泥浆的流量，可改编数 据传输速度。通过改变数据帧，它能随钻井和地质条件的改变而选择哪个数据 实时传输和哪个数据存贮起来。
⑸ 可配套特制的PDC钻头，大幅度提高钻速。
中国定向井技术服务承包商协会
在渤海油田使用的旋转导向钻井系统介 绍
中国定向井技术服务承包商协会
㈠、AutoTrak旋转闭环钻井系统
系统组成:
➢地面与井下的双向通讯 系统(地面监控计算机、 解码系统及钻井液脉冲 信号发生装置)
➢导向系统(AutoTrak工 具)
➢MWD/LWD
中国定向井技术服务承包商协会
钻井过程 n 导向自动控制，以保证准确光滑的井眼轨迹。
中国定向井技术服务承包商协会
国际上已使用的旋转导向钻井系统(续)
Sperry-sun在1999年推出新一代的Geo-Pilot旋转导向自动 钻井系统
Baker Hughes Inteq在1997年推出的Auto Trak。其63/4“系 统创下了单次下井工作时间92h，进尺2986m的世界纪录， 81/4”系统创下了单次下井工作时间167h，进尺3620m的世 界纪录。
⑹ 旋转控制阀在垂直井段随钻柱一起旋转，导向块产生的导向力也不断变化，会 造成井眼扩径和井下钻具的横向冲击与振动。同时由于活塞伸缩频繁和液压控 制系统的工作介质的影响，工具的耐磨损与密封是关键技术。
中国定向井技术服务承包商协会
㈢ Geo-Pi源自文库ot系统
Geo-Pilot系统也是一种不旋转外筒式导向工具，Geo-Pilot旋转导向是 靠不旋转外筒与旋转心轴之间的一套偏置机构使旋转心轴偏置，从而 为钻头提供了一个与井眼轴线不一致的倾角。其偏置机构是一套由几 个可控制的偏心圆环组合形成的偏心机构，当井下自动控制完成之后 ，该机构将相对于不旋转外套固定，从而始终将旋转心轴向固定方向 偏置，提供方向固定的倾角。
全旋转自动导向钻井系统: Power Driver SRD
中国定向井技术服务承包商协会
国际上已使用的旋转导向钻井系统(续)
2000年，PowerDrive SRD系统引入国内海 上应用，在设计井深8800m、水平位移超过 7500m的南海XJ24—3—A18井6871— 8610m井段中成功应用。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。
中国定向井技术服务承包商协会
PowerDrive675
Pad out
Pad in
中国定向井技术服务承包商协会
PowerDrive BHA
中国定向井技术服务承包商协会
PowerDrive的特点
⑴ 整个钻具对井眼没有静止点，能减小摩阻、利于井眼清洗、优化井身质量。
⑵ 内部故障诊断和工具维护指示，减小了井下故障发生的几率。
中国定向井技术服务承 包商协会
2020/11/2
中国定向井技术服务承包商协会
1. 概述 2. 国际上已经投入使用的旋转导向钻井系统 3. 在渤海油田使用的旋转导向钻井系统介绍 4. 旋转导向技术的应用 5. 分支井技术
中国定向井技术服务承包商协会
旋转导向钻井技术概述
n 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。