【采油 精】旋转导向技术-斯伦贝谢

自动旋转导向钻井工具结构原理及特点

自动旋转导向钻井工具结构原理及特点 [摘要] 自动旋转导向钻井工具弥补了滑动式导向钻井工具在定向井钻井,特别是在大位移井及长距离水平井的使用中暴露的缺点与不足。浅显分析国内外在定向钻井工具技术差距,从结构原理和特点上出发阐述了自动旋转导向向钻井工具的。 [关键词] 自动旋转导向钻井工具 一.前言 现有的滑动式导向钻井工具在定向钻井,特别是在大位移井及长距离水平井的使用中暴露出不少缺点与不足。自动旋转导向钻井工具可以弥补这些缺点,是目前定向钻井工具发展的一个热点及方向。笔者据此介绍美国三家公司的自动旋转导向钻井工具的结构原理及特点。针对现有定向钻井工具的缺点和不足,浅析今后旋转导向钻井工具结构设计的发展趋势。 迄今为止,定向钻井技术经历了三个里程碑:①利用造斜器(斜向器)定向钻井; ②利用井下马达配合弯接头定向钻井(造斜率是弯接头弯角、井下马达刚度和地层岩石硬度的函数);③利用导向马达(弯壳体井下马达)定向钻井(弯角点离钻头的距离近得多,因此产生的造斜率大)。 目前这三种定向钻井工具在世界各地被广泛使用,并促进了定向钻井技术的快速发展,使得今天人们能够应用斜井、丛式井、水平井技术开发油田。 二.目前国内定向钻井工具现状 随着石油工业的发展,为了获得更好的经济效益,需要开发深井、超深井、大位移井和长距离水平井,而且常常要在更复杂的地层,如高陡构造带钻井。这些都对定向钻井工具提出了更高的要求。目前以井下马达为主的定向钻井工具已不能满足现代钻井技术的要求,主要存在以下缺点和不足: (1)利用井下马达导向时是滑动钻进,钻柱弯曲比旋转钻进时严重,井壁与钻柱间的轴向摩擦力大,使钻压很难加在钻头上。在大延伸井和水平井中这一情况更严重,在极端情况下会造成钻柱屈服,因此它限制了水平井和大斜度井的深度。 (2)在地面对井下马达进行扭方位操作时,旋转摩擦、钻头扭矩、钻杆的扭转弹性变形等都妨碍了工具面的控制,从而影响井下马达在大斜度井和水平井中的使用。 (3)在导向钻进时,钻柱的扭转弹性变形会引起工具面角不稳定,从而导致井眼轨迹扭曲,进一步加大钻柱受到的摩擦力,同样限制了钻井深度。

斯伦贝谢旋转导向系统 Power-V 使用介绍

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

旋转导向钻井技术现状及研究进展

旋转导向钻井技术现状及研究进展 韩来聚刘新华孙铭新 （胜利石油管理局钻井院，山东东营，257017） 摘要旋转导向钻井技术是20世纪90年代国际钻井界发展起来的钻井新技术，它是钻井发展史上又一次质的飞跃，目前国外应用该技术已取得了显著效果，“十五”期间在国家“863”项目的支持下，国内也开始对该项技术进行重点攻关研究，并在关键技术方面取得了重大突破。本文在概括介绍旋转导向钻井技术现状的基础上，重点介绍了研究开发的调制式旋转导向钻井系统工作原理以及取得的重大进展，同时对该技术的发展趋势做出了预测。 关键词钻井旋转导向闭环偏置 旋转导向钻井技术是国际上20世纪90年代发展起来的一项尖端自动化钻井新技术，它是当今世界上钻井技术发展的最高阶段——闭环自动钻井的主要内容。它的出现是世界钻井技术的一次质的飞跃。与传统的滑动导向钻井相比，旋转导向钻井技术由于井下工具一直在旋转状态下工作，因此井眼净化效果更好，井身轨迹控制精度更高，位移延伸能力更强，因此更适合于海洋油气资源开发以及在油田开发后期的复杂油气藏中钻超深井、高难定向井、丛式井、水平井、大位移井、分支井及三维复杂结构井等特殊工艺井。 1 国内外旋转导向钻井系统研究与发展现状 1.1 旋转导向钻井技术国外发展现状 国外从20世纪80年代末期开始进行旋转导向钻井系统的理论研究。20世纪90年代世界上多家公司包括：Baker Hughes公司与ENIAgip 公司的联合研究项目组、英国的Camco公司、英国的Cambridge Drilling Automation公司、日本国家石油公司（JNOC）等分别形成了各自的旋转导向系统样机，并开始进行现场试验和应用。至20世纪末期，三家大的石油技术服务公司Baker Hughes、Schlumberger和Halliburton通过各种方式分别形成了其各自商业化应用的AutoTrak RCLS、PowerDrive SRD和Geo-Pilot旋转导向钻井系统。目前已形成或正在开发旋转导向钻井系统的公司的具体情况如表1所示。1.2 国内及胜利油田的研究现状 20世纪90年代中期，在跟踪调研国外先进技术的基础上，国内少数研究机构开始进行这一方面的研究工作，但与国外水平相比存在相当大的差距，更没有形成应用于现

旋转导向钻井工具的研制原理

第26卷　第5期2005年9月 石油学报 AC TA PETROL EI SIN ICA Vol.26　No.5Sept. 2005 　 基金项目:国家高技术研究发展计划(863)“旋转导向钻井系统关键技术研究” (2003AA602013)和中国石油化工集团公司重大攻关项目(J P01005)联合资助。 作者简介:闫文辉,男,1965年9月生,1999年获西安石油学院硕士学位,现为西安石油大学副教授,硕士生导师,主要从事石油机械设计及设备 检测与故障诊断方面的教学和科研工作。E 2mail :ywh369@https://www.360docs.net/doc/4b4068933.html, 文章编号:0253Ο2697(2005)05Ο0094Ο04 旋转导向钻井工具的研制原理 闫文辉　彭　勇　张绍槐 (西安石油大学机械工程学院　陕西西安　710065) 摘要:介绍了旋转导向钻井工具的工作原理及结构,指出了研制该工具的主要技术特点。旋转导向钻井工具主要由稳定平台单元、工作液控制分配单元和偏置执行机构单元3部分组成,其测试元件将测得的井眼参数通过短程通讯传输到随钻测量仪,再由随钻测量仪将信息传输到地面。同时,旋转导向钻井工具接收由地面发出的指令,并通过稳定平台单元调控工作液来控制分配单元中的上盘阀高压孔的位置。工作液控制分配单元将过滤后的泥浆依次分配到3个柱塞,给推板提供推靠动力,并使该推靠力的合力方向始终保持在上盘阀高压孔所对应的位置,在近钻头处形成拍打井壁的侧向力。通过对侧向力的大小、方向和拍打频率的调整,可直接控制该工具的导向状态。 关键词:旋转导向钻井工具;测试元件;导向控制;井眼参数;随钻测量中图分类号:TE82 文献标识码:A Mechanism of rotary steering drilling tool YAN Wen 2hui PEN G Y ong ZHAN G Shao 2huai (College of Mechanical Engineering ,X i πan S hi you Universit y ,X i πan 710065,China ) Abstract :The working principle and structure of a rotary steering drilling tool are introduced.The main technical properties of the tool are described.The tool mainly includes three parts :①unit of stabilization platform ;②unit for controlling and assigning work 2ing liquid ;③unit of Push 2the 2Bit working structure.The wellbore data can be transmitted to measurement while drilling (MWD )u 2nit f rom the test component in the tool through a short distance communication component and then transmitted to the instrument on ground by MWD unit.At the same time ,the receiver in the component receives the instruction f rom the instrument on ground ,and then control the high 2pressure hole located on the upper plate hose by controlling and assigning working liquid with a controller in the stabilization platform unit.The unit for controlling and assigning working liquid takes the filtered mud as the working liquid distribu 2ted in three mud pipes in turn.The mud provides the “pad ”with a motive force and maintains the direction of the join force on the position in accord with the high 2pressure hole on the upper valve all the time.Thus there will form a side force near the bit flapping the wall of the well.The adjustment of the size and direction of the side force acted on the wall and the flapping f requency could di 2rectly control the steering state of the drilling tool. K ey w ords :rotary steering drilling tool ;measurement unit ;steering control ;wellbore data ;measurement while drilling 旋转导向钻井技术是20世纪90年代初发展起来的一项自动化钻井新技术。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、减少了事故,也降低了钻井成本。国外目前主要有3种不同类型的旋转导向钻井系统,即:Auto Trak 旋转闭环钻井系统、Power Drive 调制式全旋转导向钻井系统和Geo 2Pilot 旋转导向自动钻井系统[1～8]。国内学者也对该 技术进行了介绍并开展了相关的研究工作[9～14]。胜利石油管理局与西安石油大学联合,研制和开发了具有自主知识产权的旋转导向钻井系统。该旋转导向钻 井技术主要包括井下旋转自动导向钻井系统、地面监控系统以及将上述两部分相结合的双向通讯技术[15]。笔者主要对井下旋转自动导向钻井系统中的旋转导向钻井工具进行了介绍。 1　旋转导向钻井工具工作原理 旋转导向钻井工具的最基本功能有2种:①导向功能;②稳斜或不导向功能。导向功能是指当需要向某一个井斜、方位导向时,可由稳定平台通过控制轴将上盘阀高压孔的中心即工具面角调整到与所需导向的井斜、方位相反的位置上,这时钻具沿所需的井斜及方位进行

斯伦贝谢公司基本专利布局及其发展

COMPANY STRATEGY 公司战略 专利权具有严格的地域性，要使一项新发明技术获得多国专利保护，就必须将该发明创造向多个国家申请专利。同一项发明创造在多个国家申请专利而产生的一组内容相同或基本相同的文件出版物，称为一个专利族。在每一专利族中，向第一国申请专利的文件出版物称为基本专利。目前，全球范围内约2/3的专利申请是申请人为了在多个国家和地区获得专利保护，就基本专利的技术内容向多个国家和地区进行专利申请。 全世界每年90％～95％的发明创造成果能在专利文献中查到，基本专利申请状况真实体现了企业技术发展重点和技术实力，是研究企业技术发展策略的重要手段。 在2007年《财富》世界500强企业排名中，斯伦贝谢（Schlumberger ）公司在油气设备和服务领域利 润排名第一，营业收入排名第二。本文以德温特专利数据库（Derwent Innovations Index，DII）申请日截至2007年底的数据为依据，通过对申请日分布、申请人分布、德温特专利分布等展开分析，同时结合企业的市场表现、科研投入等信息，探讨斯伦贝谢公司基本专利策略，希望相关企业能够从中得到启示与借鉴。 一、斯伦贝谢公司 基本专利布局和特点分析 截至2007年底，斯伦贝谢公司拥有的基本专利数为3397件，其上游基本专利拥有量占世界石油上游基本专利的3.4%。检索结果显示，斯伦贝谢公司基本专利具有以下特点。 斯伦贝谢公司基本专利布局及其发展趋势 张运东 李春新 赵 星* （中国石油集团经济技术研究院） * 本文合作者还包括万勇、张丽。 摘 要 斯伦贝谢公司是全球最大的跨国石油技术服务公司，截至2007年底，该公司在石油上游主要技术领域拥有基本专利3397件，占全球石油上游基本专利的3.4%。其中在测井领域，该公司基本专 利拥有量占全球测井基本专利的16.8%；在美国和英国的分支机构申请的基本专利占公司基本专利的 65.5%。斯伦贝谢公司基本专利的11.9%是与其他机构或企业合作申请的，共同申请是该公司专利申请 的重要方式之一。斯伦贝谢公司的专利申请以市场为导向进行重点布局。欧洲和北美既是该公司的市场重点，也是专利申请的重点地区。1996年以来，斯伦贝谢公司对科研的投入不断增加，对科研成果的知识产权保护力度不断加强，其基本专利年均增长率达到21%，在钻井、采油、测井、物探领域的基本专利申请量几乎每年都上一个新台阶。其中，钻井领域技术研发重点为旋转钻井井控设备；测井领域研发重点为电测井、随钻测井和声波测井；采油领域的研发重点为完井/增产。 关键词 斯伦贝谢 基本专利 布局 技术研发 发展策略

Φ178旋转导向钻井工具机械结构设计说明书

Φ178旋转导向钻井工具机械结构设计 摘要:旋转导向钻井技术是石油工业工程技术领域的关键技术之一，得到了石油钻井工程界的极大关注，发挥着越来越重要的作用，主要应用于水平井、大位移井、超深井、三维多目标井等复杂结构的井作业。本文综述了旋转导向钻井工具的国内外现状，闸明了在我国发展旋转导向钻井技术的重要性和必要性，介绍了它的工作原理及结构组成，指出了研制该工具的主要技术特点。调制式旋转导向钻井工具的导向执行机构是靠内外泥浆液压力差驱动的原理来实现的，这是旋转导向钻井工具能否正常工作的关键。所以，对其液压盘阀分配系统进行分析计算，及其在井下不同工况下所受的力进行分析计算。分析了旋转导向钻井系统的井下钻井工具系的偏置方式和导向方式，完成了导向执行机构机械部分的设计。 关键词:旋转导向钻井工具；机械结构设计；压力差；

Φ178 Rotary Steerable Drilling Tool Mechanical Structure Design Abstract:In many oil industry engineering filed key technologies,rotary steerable drilling technology is one that has been paid much attention to in recent years and exhibits more and more importance in oil drilling industry, mainly used in horizontal well,extended reach well,ultra-deep well ,3D multi-target well the complex structure of multi-lateral wells in wells operating. This paper reviews the domestic and international drilling tool status, illustrates the development of rotary steerable drilling technology of the importance and necessity to introduce the working principle and its composition, that the development of the main technical features of the tool. Modulated rotary steerable drilling tool driven by the executing agency is the pressure difference between inside and outside the mud fluid-driven principles to achieve, which is whether the drilling tool to work the key. Therefore,its hydraulic disc distribution system analysis and calculation, and its different working conditions in underground analyzing and calculating the force. Analysis of downhole rotary steerable drilling tool drilling system orientation bias way. Complete guide the design of mechanical parts of the implementing agencies. Key words: Rotary steering drilling tool；Mechanical parts design；Pressure difference

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。 3．国内外旋转导向钻井系统发展应用情况 目前，国外旋转自动导向钻井系统研究、应用成熟的有3种（如图2）：Baker Hughes Inteq公司的Auto Trak系统，Halliburton Sperry-sun公司的Geo-Pilot 系统，以及Schlumberger Anadrill公司的Power Drive系统。其中，旋转导向钻井系统形成了两大发展方向：一、不旋转外筒式闭环自动导向钻井系统: Auto Trak 和Geo-Pilot；二、全旋转自动导向钻井统:Power Drive。 图2 国外3种旋转导向工具原理图 3.1 Auto Trak旋转导向钻井系统 Baker Hughes Inteq在1997年推出的Auto Trak。截止到2000年上半年，该系统已下井575次，井下工作时间累计7万小时，总进尺100万米。其6 3/4“系统创下了单次下井工作时间92h，进尺2986m的世界纪录，8 1/4”系统创下了单次下井工作时间167h，进尺3620m的世界纪录。

33.适用于旋转导向钻井工具的非接触式电能传输方法

万方数据

万方数据

第２１卷第２期陈红新等：适用于旋转导向钻井工具的非接触式电能传输方法１１５ Ｌ面ｄｉ十虿１，ｉｄ￡＋ｉ（￡）Ｒ—Ｖｏ（６）求解得 ｉ＝皂ｓｉｎ（叫ｔ）ｅ－÷（７） ６Ｕ』一 由式（７）可知，减小回路的电感对提高发射电流有着特别重要的意义。在设计时，发射线圈采用扁带线，以减小电感【４Ｊ。 在理论分析和计算的基础上，采用罗果夫斯基线圈【４’５］对发射线圈中的电流进行了测量。罗果夫斯基线圈的结构如图７所示，传输被测电流的导体从线圈中心穿过，设电流传输导线与罗果夫斯基线圈每匝中心的距离为ｒ，被测电流为ｉ（￡），则穿过线圈每匝的磁感应强度Ｂ，为 Ｂ，＝／ｚｉ（￡）／（２丌，．）（８） 图７用罗果夫斯墨线圈测量发射电流 感应电压乱（￡）与Ｂ，的关系为 “（￡）一，ｚＳ挚（９）根据式（８）可推出 础）＝筹掣ｔｉｔ＝Ｍ警（１０） Ｚ丁ｃｒａ￡ 式（１０）中，２为线圈匝数；Ｓ为每匝线圈的面积；Ｍ＝ｐｎＳ／（２ｒｔｒ）。 式（１０）中，示波器测出的电压配（￡）与被测电流ｉ（￡）的导数成正比，为了得到Ｕ（￡）与ｉ（￡）的正比关系，在电路中设置了Ｒ、Ｃ积分电路。当电缆的波阻抗Ｚ远远大于罗果夫斯基线圈的感抗∞Ｌ时，可略去测量线圈的内压降，认为Ｕ（￡）全部降落在Ｚ上。另外，通过对积分电路中Ｒ、Ｃ的选择可使Ｒ》１／（ｃＪＣ，因而可认为通过Ｃ的电流ｉｃ（￡）≈“（￡）／Ｒ，故Ｃ上的电压“ｃ（￡）为 “ｔ）一钟幽）一志弘ｍ 一志『Ｍ警一拦ｍ，…， 测量过程中需要消除强磁场在电缆外皮中产生的噪声电流而引起的共模干扰，这种噪声电流引起的电压降将耦合到被测信号上。干扰信号的大小与电缆的耦合阻抗有关，即 Ｚ—ＶＮ／ｔＮ（１２）式（１２）中，Ｖ。为噪声电压，ＪＮ为噪声电流。为消除干扰，采取了如下措施：采用双屏蔽电缆，减小感生电流和耦合阻抗；缩短接地回路，消除地电位升高而造成的影响。采用以上措施后获得良好的效果，对比情况如图８和图９所示。 ８ ４ －４ －８ 八八／＼八 ．Ｖ１Ｖ２Ｖ卜“Ｉ 图８采取抗干扰措施后的测试结果 图９未采取抗干扰措施的测试结果 ４结束语 针对导向钻井工具的特点，设计了一种适合于旋转件与非旋转件之间的非接触式电能发射系统。采用单片机、驱动电路、脉冲变压器、脉冲电容器等小体积、高电压、大电流器件，制作了高能量密度的电能发射装置，通过慢充电、快放电方式在发射线圈上产生冲击大电流。在理论分析和计算的基础上，采用罗果夫斯基线圈对发射电流进行了测量，测量过程中采用了良好的屏蔽和接地等噪声抑制措施，得到了满意的结果，发射线圈上的实测电流峰值为８ｋＡ。研究结果表明，包括发射线圈在内的电能发射电路的Ｒ、Ｌ、Ｃ等参数对发射电流的影响 （下转第１１９页） 　万方数据

贝克休斯开发中国海陆业务

贝克休斯抓紧在华上陆抢占页岩气大市场贝克休斯公司(Baker Hughes)是美国一家为全球石油开发和加工工业提供产品和服务的大型服务公司，如今的贝克休斯公司，成立于1987年，是许多为石油行业服务的技术公司的不断融合行形成的。其最早历史可追溯到20世纪初。1907年，里约本·贝克开发出一种套管靴，革新了原来的钢线绳冲击钻具钻井方法；1909年，霍华德·休斯首次引入牙轮钻头，大大改善了旋转钻井效率。在随后的近80年的发展中，贝克公司和休斯公司各自成了石油业完井、钻井工具及相关服务方面的佼佼者，两家公司于1987年合并，形成目前的贝克休斯公司。 通过几十年的发展，贝克休斯将其业务集中于钻井、地层评价和油气井生产技术方面，通过其八个业务板块为全球石油行业提供顶级产品和服务。这八个板块是：贝克阿特拉斯、贝克休斯INTEQ、贝克石油工具、休斯克瑞斯滕森、Centrilift、贝克Petrolite、野外作业机械、EIMCO处理机械。 斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯合称全球三大技术服务公司。 贝克休斯在油田生产服务领域十分广泛，公司宗旨在于提高石油工业作业效率，提高油气藏的最终采收率。主要从事以下几个方面服务：1）钻井和地层评价；2）完井服务；3）生产管理；4）企业解决方案。 贝克休斯公司是一家股票上市公司，从管治结构看，在董事会14名董事中，1人兼任公司管理层职务，其他全为独立董事。在独立董事中，6人来自石油公司、石油服务公司和石油相关行业，1人来自大学，2人为政府背景，其余来自其他行业。 贝克休斯公司通过五个方面战略来追求公司持续增长和价值提升：一是

建设高素质的企业文化；二是保持产品的同行业中最优；三是关键资源集中调配；四是改善财务灵活性；五是积极追求跨板块的增长机会。 在西南石油大学校史馆中，保存着一支贝克休斯公司的牙轮钻头——1979年邓小平访美时将它带回中国，作为中国改革开放“引进来”的标志之一。它折射了当时我国油气行业对国际先进技术及装备的渴望，也见证了贝克休斯公司与中国市场的三十余载缘分。 随着改革开放的深入，贝克休斯公司在中国市场不断发展。上世纪70年代后期，其电测业务率先进入中国市场；1979年，中国引入了休斯牙轮钻头，并先后在四川、湖北建立了合资工厂。此后，贝克休斯公司油藏开发服务、钻井与评价、完井与生产、钻井液与油田化学产品、压力泵注（压裂、固井和连续管）及电潜泵等各项业务相继进入中国。 对于贝克休斯而言，中国是一个充满了机遇与挑战的巨大的市场，对新工艺和新技术有很强的敏感性和接受能力。但与此同时，中国这个市场里竞争也非常激烈。贝克休斯应对竞争的策略是，始终以提高油藏开发的整体效益为目标，从所服务的油气田的油藏特征出发有针对性地引入技术及产品。通过结合多个产品线的综合优势解决油气藏开发中的难题。以综合优势实现价值，超越了传统的工具服务——这是一些小公司所不具备的，也是贝克休斯公司能在中国不断发展的主要因素。 在非常规能源开发掀起的全球性热潮中，贝克休斯公司也清醒地认识到了中国用户将遇到的机遇与挑战。目前其已将在美国的经验和全套技术及工具，应用在中国多个非常规开发项目。据统计，贝克休斯公司与中国石油和中国石化成功完成了23个非常规油气藏重点项目，取得了裸眼井分段压裂

斯伦贝谢的数字化转型经验

与贝克休斯强调独立的数字化业务板块和全产业链覆盖、侧重设备运营不同，斯伦贝谢的数字化转型，一是强调数据、管理系统和硬件设备的有效组合，以实现更高水平的技术一体化，重心在上游勘探开发生产的各个专业领域；二是强调数字技术赋能生产作业，提高作业效率、减少非生产时间、降低综合成本。 在组织架构方面，斯伦贝谢油藏描述、钻井、卡麦龙和生产四大业务集团负责搭建四个专业领域技术平台，将各业务集团内部的硬件设备、软件应用程序、专业领域知识和数字化技术组合在一起，向客户提供无缝衔接的一体化产品和服务。 斯伦贝谢软件一体化解决方案部门是数字化技术和软件开发的主体，成立35年来推出了大量专业应用程序、信息管理系统和IT设备，过去5年加速吸收数字化技术最新成果。2014年，斯伦贝谢在美国加州门罗公园建立斯伦贝谢软件技术创新中心；2016年，美国得州舒格兰工业互联网中心开始侧重云计算、大数据分析、工业物联网、自动化、网络安全领域的平台架构和基础设施架构研发；2017年，位于美国马萨诸塞州剑桥市的斯伦贝谢道尔研究所（Schlumberger-Doll Research Center）设立机器人部门，支持系统自动化业务。 2017年，斯伦贝谢将整个公司的技术研发与设备制造力量重组为勘探与开发、建井、非常规完井、生产管理四个专业领域技术平台（基本上与四大业务集团对应），首先完成各个专业领域内部的研发一体化，推动数字化技术与硬件设备制造、软件开发和专业领域知识一起为专业领域技术系统服务，实现从单个技术创新到技术系统创新的转变。与此同时，斯伦贝谢推出DELFI勘探开发认知环境（DELFI Cognitive E&P Environment），为四个专业领域技术平台提供数字化技术支持；逐步建立数字化硬件框架，为硬件设备提供一套清晰的设计准则，使硬件设备产品能够更好地发挥数字化技术优势。DELFI环境和数字化硬件框架作为统一职能管理平台的一部分，支持各“业务—地域”单元的生产经营。 01专注上游业务专业领域内部创新 斯伦贝谢数字化转型的特点是分步骤的小范围整合，具体表现在业务集团内部努力将彼此独立的数字化技术、硬件设备、软件应用程序和专业领域知识有机组合成一体化专业领域技术系统，即勘探与开发、建井、非常规完井、生产管理四个专业领域技术平台。斯伦贝谢认为精心设计的平台架构既能够促进各个产品和服务共同提高系统绩效，又能够利用全部数据推动系统的持续改进，还能够不断提高系统的自动化水平。

φ178旋转导向钻井工具设计说明书

φ178旋转导向钻井工具设计及控制轴的动力学分析 摘要：旋转导向钻井技术是现代导向钻井技术的发展方向，主要应用于大位移井、多分支井等复杂结构的井作业。本文综述了旋转导向钻井工具的国外现状，阐明了在我国发展旋转导向钻井技术的重要性和必要性，介绍了它的工作原理及结构组成 ,指出了研制该工具的主要技术特点。调制式旋转导向钻井工具的导向执行机构是靠外泥浆液压力差驱动的原理来实现的，这是旋转导向钻井工具能否正常工作的关键。所以，对其液压盘阀分配系统和控制轴进行分析计算，及其在井下不同工况下所受的力进行分析计算。分析了旋转导向钻井系统的井下钻井工具系统的测控方式，偏置方式和导向方式。完成了导向执行机构机械部分的设计，最后，对控制轴进行了动力学分析，并对工具进行了经济型评价和总结。 关键词：旋转导向钻井；设计；动力学分析

Design and Control of the Dynamic Analysis of Shaft of 178 mm Diameter Rotary Steerable Drilling Tool Abstract Rotary steerable drilling technology is the development of modern drilling technology-oriented direction, mainly used in extended reach well, the complex structure of multi-lateral wells in wells operating. This paper reviews the domestic and international drilling tool status, illustrates the development of rotary steerable drilling technology of the importance and necessity to introduce the working principle and its composition, that the development of the main technical features of the tool. Modulated rotary steerable drilling tool driven by the executing agency is the pressure difference between inside and outside the mud fluid-driven principles to achieve, which is whether the drilling tool to work the key. Therefore,its hydraulic disc distribution system and control valve axis analysis and calculation, and its different working conditions in underground analyzing and calculating the force. Analysis of downhole rotary steerable drilling tool drilling system monitoring and control system mode, manner and orientation bias way. Complete guide the design of mechanical parts of the implementing agencies, and finally, axis of the dynamic analysis of the control, and the tools of the economic evaluation and summary. Keywords Rotary Steerable Drilling; Design; Dynamic Analysis

致密油水平井技术

致密油水平井钻井技术 摘要：本文根据吉木萨尔油田吉32H水平井的施工情况，针对机械钻速低，水平段长和井下复杂多等 施工关键技术和难点，在施工中通过轨迹控制技术、优选钻头类型和选取合理造斜钻具等技术措施，并 且在水平段钻进中采用了斯伦贝谢的PowerDrive旋转导向技术，提高机械钻速，降低井下复杂。成功 完成该井的施工，为今后吉木萨尔致密油水平井开发提供实践经验。 主题词：致密油；水平井；旋转导向；轨迹控制；吉32井； 吉木萨尔油田位于新疆维吾尔自治区天山北麓东端，准噶尔盆地东南缘，是一个被裂缝复杂化的、非均质严重的层状砂岩与泥岩混合型致密油油藏，该区块机械钻速较慢，钻井施工的风险大，2012年8月，吉32井钻井过程中，运用了旋转导向技术（PowerDrive475 X5）与常规螺杆钻具的结合使用，大幅度的提高了机械钻速，通过该文的认识与总结，希望能更安全、更高效的对该区块进行开发。 吉32井开设计井深为4783.53m，目的为开发二叠系芦草沟组致密油油藏。2012年8月22日15:00 从井深3280m开始造斜钻进，9月30日18:00下入旋转导向钻具，开始水平段钻进，10月24日7:00钻至4988m完钻。 一、吉32井施工关键技术和难点： （1）吉32井地质情况较复杂,油层垂深不确定且靶区垂深变化小，给入靶和水平段施工带来一定难度。 （2）定向段地层主要以泥岩、泥砂夹层为主，较长的裸眼段使得定向过程容易发生粘卡，防粘卡工作很重要。 （3）该井水平段长为1228m，摩阻、扭矩较大，钻时过慢，导致机械钻速低。 （4）在施工过程中，由于地层的复杂性，导致无法正确的判断主力油层的位置，只能通过地质显示来寻找主力油层，使实钻轨迹与设计轨迹有较大偏差。 二、技术措施和对策： 2.1钻具受力力学分析： 水平井中钻具贴井壁，受力状况发生变化，钻具受力状况相对直井发生了根本性的变化。 1）、斜井段钻具的斜向拉力造成此处钻具被＂拉向＂上井壁，造斜时在井口出现钻具明显向定向方向的＂偏移＂。随着井深增加，造斜点以下钻具重量随着造斜率的增大，在造斜段出现了侧向力F，此时F力随之增大、加单根和起下钻时摩阻增大，随着时间的延长，起下钻和转动在此处易形成键槽，易造成起下钻困难，卡钻等复杂情况。

旋转导向钻井技术介绍

旋转导向钻井技术介绍 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。 旋转导向钻井技术 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15 km，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。它经历了随钻测量(MWD)、随钻测井(LWD)、随钻地震(SWD)、随钻地层评价测试技术(FEMWD)和地质导向技术(GST)几个阶段。 （2）导向机构导向机构代表了目前导向技术的先进水平。按原理不同，导向机构原理可分为: ①导向力原理。推力式（或称偏置式）旋转导向工具和指向式旋转导向工具。推力式旋转导向工具是通过侧向力推靠钻头来改变钻头的井斜和方位。而指向式旋转导向工具是预先定向给钻头一个角位移，通过为钻头提供一个与井眼轴线不一致的倾角来使钻头定向造斜。 ②控制原理。可变径稳定器式旋转导向工具和调制式旋转导向工具。前者是先通过电磁阀调节在伸缩块上的液压，以使导向力矢量满足所需导向目标；再通过定向控制系统进行方位与井斜的控制（图2）。而后者是通过调节涡轮发电机负载电流改变涡轮发电机绕组回路阻抗，以使携带高强度永磁铁的涡轮叶片与稳定平台内的扭矩线圈耦合产生不同的电磁转矩和加速度，进而使旋转换向阀保持一个相对于井壁的固定角度，即工具面角，最终实现控制轴在受控状态下的运动状态改变（图3）。 ③套筒旋转与否原理。全旋转导向工具和不旋转套筒旋转导向工具。全旋转导向工具与井壁动态接触，其旋转控制阀在垂直井段随钻柱一起旋转。不旋转套筒旋转导向工具与井壁静态接触，其外套不随钻柱旋转。

φ178旋转导向钻井工具设计开题报告

本科毕业设计（论文）开题报告 题目：φ178旋转导向钻井工具设计 及控制轴动力学分析 学生姓名： 院（系）：机械工程学院 专业班级： 指导教师： 完成时间：2011 年 3 月8 日

外，高精度加工是保证这种系统导向效果的关键。 2.1.2AutoTrak旋转导向钻井系统 AutoTrak系统是一套集钻进和随钻测量为一体的定向钻井系统，能够在旋转钻井过程向造斜钻进，主要是因为它有一个独特的非旋转可调扶正器滑套，此扶正器滑套并非真的不旋转，只是相对钻头驱动轴而言它几乎是不旋转，因此在旋转钻进过程中，此扶正器滑套可以保持一种相对静止的状态，从而保证钻头沿着某一特定的方向钻进．非旋转扶正器滑套内有元件：近钻头井斜传感器、电子控制元件、液压控制阀和活塞，见图1．通过液压可推动活塞分别对3 个稳定块施加不同的压力，其合力就使钻具沿某一特定方向偏移，从而在钻进过程中使钻头产生1 个侧向力，保证钻头沿这一方向定向钻进． 图 1 AutoTrak内部结构 2.1.3 Power Drive旋转导向钻井系统 斯伦贝谢公司的旋转导向系统主要是指PowerDrive系统，包括PowerDrive X5110 、PowerDrive X5900 、PowerDrive X5 、PowerDrive X5675 、PowerDrive X5475 、PowerDrive Xceed 900、Power vorteX ，除了Power vorteX 是动力式旋转导向系统外，其他均为全旋转式旋转导向系统，PowerDrive X5 系列旋转导向工具可通过PowerPulse 和TeleScope工具实时测量井下数据，测量近钻头地层状态、钻头振动情况和钻头转速，利用近钻头伽马射线显示地质和井眼成像，自动纠斜。它适用的井眼尺寸为～26 in ，可用常规钻井液，最高耐温150 ℃，流量范围480 ～1900 gpm ，最高耐压20000 psi ，其中，PowerDrive X51100 型最大转速200 r／min ，最大造斜率3°／100 f t ，PowerDrive X5475 型最大转速250 r／min ，最大造斜率8 °／100 f t 。PowerDrive Xceed 系列可以用于裸眼侧钻、随钻扩眼或用双芯钻头钻研磨性地层，其使用参数与PowerDrive X5 系列大致相同，适用的井眼尺寸为～，可用常规钻井液，最高耐温150 ℃，流量范围450 ～1800 gpm ，最高耐压20000 psi ，最大转速350 r／min ，其中，PowerDrive Xceed 900 型最大造斜率°／100 f t ，PowerDrive Xceed 675 型最大造