旋转导向钻井技术(简版)
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1998年该系统开始商业应用。
Weatherford 公司的RSS系统
导向方式：静态指向式 结构：不旋转扶正套 导向机理：偏置内轴
二、国外主要旋转导向钻井系统
工作原理 -直井段-驱动主轴位于井眼中心
在直井段，RSS处于空挡位置，驱动主轴与非旋转外筒同心。
二、国外主要旋转导向钻井系统
工作原理
-导向- 驱动主轴偏向低边
该系统是Baker Hughes INTEQ公司与Agip公司 在 早 期 的 垂 直 钻 井 系 统 （ VDS） 和 直 井 钻 井 装 置 （SDD）基础上研制的旋转闭环系统。
1996年在4口井中试验获得成功，1997年注册为 Auto Trak，正式推向市场。
二、国外主要旋转导向钻井系统
该系统目前已开发应用成功的系列有三种： •ф168.0mm旋转导向系统(用于ф215.9mm井 眼) •ф210.0mm旋转导向系统(用于ф311.1mm井 眼) 件•统第都2。0三进0代行2年A了u推t重o出新T的r设a一k计系体，统化系，的统第整部三个件代钻减A井少u和t了o地T3r0层a%k评，系井价下部 钻具组合进行了优化设计，取消了旋转密封，提高 了强度，系统的可靠性大大提高。
675 8 3/8 - 9 7/8 in. 0–12 deg/30m
825 12 ¼ in. 0-8 deg/30m
50-250 rpm
50-250 rpm
50-250 rpm
1,325 l/min
2,840 l/min
5,678psi 175 deg C
额定压力Pressure Rating
最大工作温度 MaxOperating Temp 极限拉伸承受力Max Tensile Load (Survival) 钻头压降Bit Pressure Drop 最小造斜角度Minimum KO angle
475 6 - 6 ¾ in. 0–12 deg/30m
二、国外主要旋转导向钻井系统
1、Auto Trak系统的组成
二、国外主要旋转导向钻井系统
2、AutoTrak系统的现场应用实例
挪威Jotun油田
Jotun油田位于挪威外海165km，水深127m。 目的层位于古新世的Heimdal砂岩，垂深约2050m。 Baker Hughes Inteq与Esso Norge AS公司达成 协 议 ， 在 Joton B 平 台 使 用 Auto Trak 系 统 钻 Ø311.2mm井段和Ø215.9mm水平段。
改变方向时，液压活塞使驱动主轴偏离中心线0到6mm， 从而使钻头“指向”相反方向。
13
二、国外主要旋转导向钻井系统
偏执机构
➢ 阀+活塞：72个，12个/组×6组 ➢ 压力平衡的密闭清洁系统
14
二、国外主要旋转导向钻井系统
技术指标
工具尺寸 Tool Size
钻头尺寸Bit Range
造斜率 Deviation Rate 转速 Rotary Speed 最大排量 Max Flow Rate 最大钻压 Max WOB
BAKER HUGHES INTEQAUTO TRAK RCLS系统
导向方式：静态推靠式 结构：不旋转外筒式 动力：独立液压系统
二、国外主要旋转导向钻井系统
Auto Trak RCLS（AutoTrak Rotary Closed Loop Drilling System）是目前技术最成熟、应 用最广泛的旋转闭环钻井系统之一。
25 ton 30,000 psi 175 deg C
47.5 ton 30,000 psi 175 deg C *
125 ton
175 ton
350 ton
无限制No limitations 无限制No limitations 无限制No limitations
垂直Vertical
垂直Vertical
垂直Vertical
二、国外主要旋转导向钻井系统
应用情况
在北美陆地钻井明显增多，尤其是页岩气开发， 美 国15%～17%，加拿大20%,近两年在美国页岩气开发应 用统计： ➢ 单趟钻进尺超2100m：55次 ➢ 单趟钻进尺超3000m：11次 ➢ 最高单趟钻进尺：3985m（未到工具极限） ➢ 实现最大造斜率： 24º/100m
➢ 这是世界上首次使用旋导技术进行油田开发， 共钻了14口水平生产井和一口注水井
二、国外主要旋转导向钻井系统
可以开发半径6km范围内的3个油藏，为了能够 在油藏中以需要的方向钻水平段，设计了复杂的 三维井眼轨迹（见图）。
Jotun油田B-11井套管程序和井眼轨 迹
二、国外主要旋转导向钻井系统
在Jotun钻井项目15口井的施工中
Ø311.2mm 井 段 都 是 一 趟 钻 钻 成 ， 平 均 机 械 钻 速 是 5 0 7 m/d， 最 快 机 械 钻 速 达 9 5 4 m/d， 而 该 地 区 Ø311.2mm井段使用传统的定向钻井系统的平均机械钻 速只有198 m/d；
Ø215.9mm水平段最快机械钻速是591m/d，平均机械 钻速是329m/d，而该地区Ø215.9mm水平段使用传统 的定向钻井系统的平均机械钻速为281 m/d。
二、国外主要旋转导向钻井系统
应用情况
Schlumberger 公司的PowerDrive Xtra系统
井眼 支撑翼肋 控制机构
导向方式：动态推靠式
与邻井相比，Jotun钻井项目由于采用了旋转导 向系统比计划减少了约100个钻机日。
二、国外主要旋转导向钻井系统
迄今为止，AutoTrak系统已经钻出世界上25口最长大 位移井中的18口井。
HALLIBURTON SPERRY-SUN公司的GEO-PILOT系统
导向方式：静态指向式 结构：不旋转外筒式 导向机理：偏置钻柱
二、国外主要旋转导向钻井系统
Geo-Pilot是Halliburton Sperry-sun公司开发 的目前现场应用最成熟的静态指向钻头式旋转导向 钻井系统。
该系统主要包括驱动心轴、不旋转套筒、偏心环偏 置机构、悬挂轴承、聚焦轴承等；另外还包括测控 部分、偏心环偏置机构驱动装置、不旋转套筒防旋 转机构、旋转动密封及液压补偿系统等。
Weatherford 公司的RSS系统
导向方式：静态指向式 结构：不旋转扶正套 导向机理：偏置内轴
二、国外主要旋转导向钻井系统
工作原理 -直井段-驱动主轴位于井眼中心
在直井段，RSS处于空挡位置，驱动主轴与非旋转外筒同心。
二、国外主要旋转导向钻井系统
工作原理
-导向- 驱动主轴偏向低边
该系统是Baker Hughes INTEQ公司与Agip公司 在 早 期 的 垂 直 钻 井 系 统 （ VDS） 和 直 井 钻 井 装 置 （SDD）基础上研制的旋转闭环系统。
1996年在4口井中试验获得成功，1997年注册为 Auto Trak，正式推向市场。
二、国外主要旋转导向钻井系统
该系统目前已开发应用成功的系列有三种： •ф168.0mm旋转导向系统(用于ф215.9mm井 眼) •ф210.0mm旋转导向系统(用于ф311.1mm井 眼) 件•统第都2。0三进0代行2年A了u推t重o出新T的r设a一k计系体，统化系，的统第整部三个件代钻减A井少u和t了o地T3r0层a%k评，系井价下部 钻具组合进行了优化设计，取消了旋转密封，提高 了强度，系统的可靠性大大提高。
675 8 3/8 - 9 7/8 in. 0–12 deg/30m
825 12 ¼ in. 0-8 deg/30m
50-250 rpm
50-250 rpm
50-250 rpm
1,325 l/min
2,840 l/min
5,678psi 175 deg C
额定压力Pressure Rating
最大工作温度 MaxOperating Temp 极限拉伸承受力Max Tensile Load (Survival) 钻头压降Bit Pressure Drop 最小造斜角度Minimum KO angle
475 6 - 6 ¾ in. 0–12 deg/30m
二、国外主要旋转导向钻井系统
1、Auto Trak系统的组成
二、国外主要旋转导向钻井系统
2、AutoTrak系统的现场应用实例
挪威Jotun油田
Jotun油田位于挪威外海165km，水深127m。 目的层位于古新世的Heimdal砂岩，垂深约2050m。 Baker Hughes Inteq与Esso Norge AS公司达成 协 议 ， 在 Joton B 平 台 使 用 Auto Trak 系 统 钻 Ø311.2mm井段和Ø215.9mm水平段。
改变方向时，液压活塞使驱动主轴偏离中心线0到6mm， 从而使钻头“指向”相反方向。
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二、国外主要旋转导向钻井系统
偏执机构
➢ 阀+活塞：72个，12个/组×6组 ➢ 压力平衡的密闭清洁系统
14
二、国外主要旋转导向钻井系统
技术指标
工具尺寸 Tool Size
钻头尺寸Bit Range
造斜率 Deviation Rate 转速 Rotary Speed 最大排量 Max Flow Rate 最大钻压 Max WOB
BAKER HUGHES INTEQAUTO TRAK RCLS系统
导向方式：静态推靠式 结构：不旋转外筒式 动力：独立液压系统
二、国外主要旋转导向钻井系统
Auto Trak RCLS（AutoTrak Rotary Closed Loop Drilling System）是目前技术最成熟、应 用最广泛的旋转闭环钻井系统之一。
25 ton 30,000 psi 175 deg C
47.5 ton 30,000 psi 175 deg C *
125 ton
175 ton
350 ton
无限制No limitations 无限制No limitations 无限制No limitations
垂直Vertical
垂直Vertical
垂直Vertical
二、国外主要旋转导向钻井系统
应用情况
在北美陆地钻井明显增多，尤其是页岩气开发， 美 国15%～17%，加拿大20%,近两年在美国页岩气开发应 用统计： ➢ 单趟钻进尺超2100m：55次 ➢ 单趟钻进尺超3000m：11次 ➢ 最高单趟钻进尺：3985m（未到工具极限） ➢ 实现最大造斜率： 24º/100m
➢ 这是世界上首次使用旋导技术进行油田开发， 共钻了14口水平生产井和一口注水井
二、国外主要旋转导向钻井系统
可以开发半径6km范围内的3个油藏，为了能够 在油藏中以需要的方向钻水平段，设计了复杂的 三维井眼轨迹（见图）。
Jotun油田B-11井套管程序和井眼轨 迹
二、国外主要旋转导向钻井系统
在Jotun钻井项目15口井的施工中
Ø311.2mm 井 段 都 是 一 趟 钻 钻 成 ， 平 均 机 械 钻 速 是 5 0 7 m/d， 最 快 机 械 钻 速 达 9 5 4 m/d， 而 该 地 区 Ø311.2mm井段使用传统的定向钻井系统的平均机械钻 速只有198 m/d；
Ø215.9mm水平段最快机械钻速是591m/d，平均机械 钻速是329m/d，而该地区Ø215.9mm水平段使用传统 的定向钻井系统的平均机械钻速为281 m/d。
二、国外主要旋转导向钻井系统
应用情况
Schlumberger 公司的PowerDrive Xtra系统
井眼 支撑翼肋 控制机构
导向方式：动态推靠式
与邻井相比，Jotun钻井项目由于采用了旋转导 向系统比计划减少了约100个钻机日。
二、国外主要旋转导向钻井系统
迄今为止，AutoTrak系统已经钻出世界上25口最长大 位移井中的18口井。
HALLIBURTON SPERRY-SUN公司的GEO-PILOT系统
导向方式：静态指向式 结构：不旋转外筒式 导向机理：偏置钻柱
二、国外主要旋转导向钻井系统
Geo-Pilot是Halliburton Sperry-sun公司开发 的目前现场应用最成熟的静态指向钻头式旋转导向 钻井系统。
该系统主要包括驱动心轴、不旋转套筒、偏心环偏 置机构、悬挂轴承、聚焦轴承等；另外还包括测控 部分、偏心环偏置机构驱动装置、不旋转套筒防旋 转机构、旋转动密封及液压补偿系统等。