旋转导向钻井技术研究新进展
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术石油定向井钻井中的旋转导向技术是一种通过旋转钻杆来实现井眼轨迹控制的技术。
这种技术能够实现井眼的精确定位和控制，对于油气勘探和开发具有重要意义。
本文将探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术的原理、应用和发展方向等内容。
在石油勘探和开发过程中，常常需要钻探非垂直的井眼。
旋转导向技术通过控制钻杆的旋转、下压和抗拉力等参数，使得钻头在地下井眼中沿着预定轨迹移动。
旋转导向技术的基本原理是利用钻头与地层的摩擦力和导向力之间的平衡关系，通过适当的控制井内钻具的运动，来实现井眼的定向控制。
旋转导向技术在石油勘探和开发中具有广泛的应用。
首先，旋转导向技术能够在探井阶段减小井眼偏斜角度，提高探测工具在地层中的测量精度。
其次，旋转导向技术能够在井眼定向阶段实现井眼轨迹的精确控制，减小井眼偏斜角度，降低其对井口设备的占地面积和投资成本。
此外，旋转导向技术还能够在水平井和水平侧钻井中实现井眼轨迹的控制，提高油气井的产能。
石油定向井钻井中旋转导向技术的发展方向有以下几个方面。
首先，需要进一步提高旋转导向技术的可靠性和稳定性。
由于井深、温度和压力等因素的影响，旋转导向技术在实际应用中仍然存在一定的不足。
因此，需要通过改进导向工具和相关设备，提高其可靠性和稳定性。
其次，需要提高旋转导向技术的自适应能力。
在复杂地质条件和高井深井眼中，需根据实际情况进行调整和优化，以提供更好的导向效果。
此外，还需要加强旋转导向技术的自动化和智能化水平。
通过引入传感器和计算机控制等技术，提高旋转导向技术的自动化水平，使其能够更好地适应各种复杂环境和工况。
总之，石油定向井钻井中的旋转导向技术是一种实现井眼轨迹控制的重要技术。
它能够在石油勘探和开发过程中实现井眼的精确定位和控制，对于提高油气勘探和开发效率具有重要意义。
随着技术的不断进步和发展，旋转导向技术将进一步提高其可靠性、稳定性和自适应能力，以满足不断变化的勘探和开发需求。
旋转导向钻井技术应用研究及其进展
旋转导向钻井技术应用研究及其进展1. 引言1.1 背景介绍旋转导向钻井技术是一种先进的油田开发技术，随着油气资源的日益枯竭和全球能源需求的增长，对高效、安全、环保的油田开发技术的需求也日益迫切。
传统的钻井方法存在着诸多问题，如控制能力差、效率低、作业周期长等，无法满足现代油田开发的需求。
而旋转导向钻井技术的出现，有效地解决了这些问题，大大提高了油田勘探和开发的效率和质量。
随着油田开发技术的不断进步和发展，旋转导向钻井技术逐渐成为油田勘探和开发领域的主流技术之一。
它通过使用旋转钻具，结合导向器和定位系统，实现了井眼的准确控制和导向，能够有效避免钻井过程中的诸多问题，提高了钻井作业的效率和安全性。
对旋转导向钻井技术进行深入研究和应用具有重要的意义和价值。
本文旨在对旋转导向钻井技术进行全面的研究和探讨，以期为油田开发领域的进一步发展提供参考和借鉴。
1.2 研究意义旋转导向钻井技术的研究意义主要体现在以下几个方面：1. 提高钻井效率：传统的钻井技术在复杂地质条件下存在着钻头偏离井轨、钻进速度慢、井眼形状难以控制等问题，而旋转导向钻井技术通过实时监测井身方向，能够精确控制钻头的方向和位置，提高了钻井效率，缩短了钻井周期。
2. 降低钻井风险：在油田勘探开发过程中，地质构造复杂、地层变化大等因素导致钻井风险较高，采用旋转导向钻井技术可以有效减少钻井事故的发生概率，提高钻井安全性。
3. 对油田开发的重要意义：随着油气资源逐渐枯竭，油田对于提高采收率和延长井的有效期至关重要。
旋转导向钻井技术具有定向控制能力和改善井筒质量的优势，能够更好地满足油田开发的需求。
4. 推动行业技术进步：旋转导向钻井技术是钻井技术领域的创新，其应用推动了钻井工程技术的不断改进和创新，为行业发展注入新的活力。
研究和应用旋转导向钻井技术不仅可以提高钻井效率，降低钻井风险，对油田开发具有重要意义，还可以推动行业技术进步，为我国石油行业的可持续发展做出贡献。
旋转导向钻井技术应用研究及其进展
旋转导向钻井技术应用研究及其进展发布时间：2023-02-23T06:15:52.689Z 来源：《中国科技信息》2022年19期作者：左国栋[导读] 近年来，我国能源产业发展迅速，钻井技术标准明确左国栋中石化中原石油工程有限公司钻井二公司邮编：457001摘要：近年来，我国能源产业发展迅速，钻井技术标准明确，钻井技术发展也越来越深入。
旋转导向钻井技术对智能钻井技术具有显著优势，能否适应各种钻井开挖，可靠保证钻井开挖的速度和质量。
基于上述环境，探讨了智能农业机械设备和旋转导向钻井技术的实际应用，探讨了新型对准旋转导向钻井设备的发展趋势，努力促进旋转导向钻井技术的进一步改进。
关键词：旋转导向；钻井技术；创新讨论；进展钻井技术在油田开发中起着关键作用，科学的开采工艺能否提高油气田的产能和开采效率。
目前，随着非基本存储层的勘察、投资和开发，为了获得更强的开采效率，选择了长水平段水准井、大斜井等复杂结构井，特别是页岩气开采井，钻井开挖质量和质量较高，钻井开挖场所较小。
近年来，旋转导向钻井技术逐渐得到应用，以消除定向钻探中拖动导向技术的不足。
我国该技术的发展主要统一在九五至五年规划期间，取得了突出成效。
本文根据上述环境，讨论了喷砂钻井技术的实际应用和后续工作。
1 旋转导向钻井技术概述1.1 技术分类及特点旋转导向钻井技术是钻柱在旋转过程中有望完成定向作用的技术。
关键是地下导向钻井设备。
根据导向标准，可分为推向型（Push the Bit）和对准式（Point the Bit）：推拉式是利用站立块推进井壁，直接为钻头贡献侧向力；对准式是通过近钻头处钻柱的弯曲，使钻头对准井眼条件，掌握方向。
1.2 行业优势一是在定向开挖中，旋转取代了传统的拖动钻孔方法。
一方面改善了钻井周期，另一方面应对了钢齿轮拖动造成的井体质量差、井眼条件浅蓝色、污染效率差等缺点，为后期射孔批改创造了良好的开挖标准。
二是丰富的地下闭环控制自动导向技能，大大提高了定向钻井成本和井眼条件控制的灵活性，导向钻头可根据地下工程、地质环境等预设程序进行井斜和方向调整，可满足困难系数复杂结构井导向钻井的迫切需要。
旋转导向钻井技术应用研究及其进展
旋转导向钻井技术应用研究及其进展旋转导向钻井技术是一种应用于油气井钻进过程的高效技术，能够实现井眼轨迹的精确控制和井眼的方向调整。
随着油气资源的逐渐枯竭，人们迫切需要开发复杂地质条件下的油气井，传统的钻井技术已经无法满足需求，因此旋转导向钻井技术应运而生。
本文将对旋转导向钻井技术的应用研究及其进展进行探讨。
旋转导向钻井技术是利用旋转导向钻杆和钻头的旋转力来实现井眼轨迹控制的技术。
其主要原理是通过改变钻头的钻入方向，使井眼偏离垂直方向，从而实现井眼方向的调整。
旋转导向钻井技术主要包括方位调正技术、角度调整技术和井眼质量控制技术。
方位调正技术主要利用方位调整力来改变钻头的方位，使井眼的方向符合设计要求；角度调整技术则通过调整钻头的倾斜角度来实现井眼的曲线控制；井眼质量控制技术则主要关注井眼质量的综合评价和改进措施。
旋转导向钻井技术的应用研究主要包括三个方面：工程实践、理论研究和装备创新。
在工程实践方面，旋转导向钻井技术已经在世界范围内得到广泛应用，包括海上油气勘探、复杂地层开发和井间隔井等。
北海油田利用旋转导向钻井技术，成功实现了多井轨迹的控制和方向调整，有效提高了油气采收率。
在理论研究方面，学者们对旋转导向钻井技术的相关理论进行了深入研究，包括钻杆与地层的摩擦力分析、转向力与井眼方向的关系等。
在装备创新方面，各大石油公司和钻井服务公司纷纷研发出新型旋转导向钻井设备，如可调节角度钻井工具和高性能钻头等，不断提高旋转导向钻井技术的效率和可靠性。
旋转导向钻井技术在应用过程中还存在一些问题和挑战。
复杂地质条件下的井眼轨迹控制仍然是一个难题，需要进一步提高钻井工具的性能和精度。
钻井液的选择和性能对井眼轨迹的控制和井眼质量的影响也需要深入研究。
旋转导向钻井技术在高温高压环境下的应用还有待突破。
旋转导向钻井技术是一种非常有前景的油气井钻进技术，经过多年的应用研究和装备创新，已经取得了一系列的进展。
随着油气资源的日益枯竭和复杂地质条件的开发，旋转导向钻井技术仍面临一些问题和挑战。
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术1. 引言1.1 石油定向井钻井的背景石油定向井钻井是指通过控制钻头在垂直方向以外的倾角和方向，使钻井井筒沿着特定轨迹或方向进行钻探的一种钻井技术。
与传统的直井钻井相比，定向井钻井可以更有效地开采油气资源，提高采收率，减少钻井成本，同时降低对地表环境的影响。
石油定向井钻井的背景可以追溯到20世纪初，当时人们对地下油气资源的开发需求不断增长，但直井钻探已经无法满足深层目标的要求。
石油行业开始探索各种定向井钻井技术，旨在提高钻探效率和成本效益。
随着技术的不断进步和发展，石油定向井钻井已经成为现代油田开发的重要手段之一。
通过精密的控制和引导，可以在地下准确地打击目标油气层，提高开采效率，降低生产成本。
石油定向井钻井已经成为石油行业中不可或缺的技术手段之一。
1.2 旋转导向技术的重要性旋转导向技术在石油定向井钻井中扮演着至关重要的角色。
这一技术通过控制钻头方向的旋转来实现井眼轨迹的控制，使钻井工程师能够准确地钻出设计好的井眼轨迹。
在石油勘探开发过程中，石油公司通常都需要在地下进行复杂的水平或斜向钻井，以获取储层中的石油或天然气。
而旋转导向技术的应用可以帮助石油公司实现更高效、更精准的钻井，提高勘探开发的成功率。
旋转导向技术的重要性主要体现在以下几个方面：通过旋转导向技术，钻井工程师可以实现更精确的井眼轨迹控制，避免了误差累积导致的偏离设计轨迹的情况，确保了钻井的质量和效率。
旋转导向技术能够有效地减少钻井作业中的钻头卡钻、碰撞、结蜕等问题，提高了钻井作业的安全性和稳定性。
旋转导向技术可以实现快速、准确地调整井眼轨迹，满足不同井眼设计要求，为石油公司提供了更多的钻井选择和灵活度。
旋转导向技术在石油定向井钻井中的重要性不言而喻，具有不可替代的作用。
2. 正文2.1 旋转导向技术的原理旋转导向技术的原理是通过在钻井过程中控制钻头的旋转方向和速度，从而实现在水平和斜井中钻向目标油层的技术。
旋转导向钻井技术应用研究及其进展
旋转导向钻井技术应用研究及其进展近几年来我国油气行业的发展取得了非常丰硕的成果，在钻井技术方面的研究也越来越深刻。
旋转钻井技术是当前整个钻井领域具有一定技术先进性的自动化钻井技术，在大量的实践应用中表明，针对水平井、大斜度井实施钻井施工的过程中充分应用旋转导向钻井技术，能够实现钻井施工作业效率的全面提升，有效控制鉆井施工作业成本，而且整个作业过程具有较高的安全性和稳定性，本文主要针对旋转导向钻井技术的实践应用及研究进展进行了分析。
标签：旋转导向钻井技术;钻井施工;研究进展引言在油气资源的勘探开发过程中钻井技术发挥着不可替代的作用，只有在钻井技术要求得到充分满足的情况下，可能有效提升油气资源的勘探开发效率，实现油气井产能的有效提升。
在当前的钻井作业施工中，对井眼轨迹的要求越来越苛刻，在此情形下，旋转导向钻井技术实现了普及应用。
1 旋转导向钻井工具系统关键技术研究1.1总体方案分析在旋转导向钻井系统经过多年的发展改进后，目前已经基本具备了井下测量以及井眼轨迹控制等两项重要的功能[1]。
在原有的MWD井眼参数测量基础上，进一步增加了针对环空压力、钻井压力以及钻具扭矩等相关参数的测量，在井下工具与地面控制部分之间通过设立良好的信号通道实现了单元数据的有效连通。
另外，在整个旋转导向钻井系统中可控偏心稳定器同样发挥出了重要的作用，其可以实现对井眼轨迹参数的有效控制，而且在当前的旋转导向钻井系统中充分应用了液压推动偏心稳定器伸缩翼肋，这样就有效改善了传统钻井模式下的井斜以及定位状况。
该钻井系统中针对两个单元之间的信息通道通常情况下采取的都是RS232总线形式进行连接，通过地面计算机等处理设备来实现井下生产作业数据的采集，并对井下工具查相应的执行指令，当井下采集的数据实现上传后，通过相应的解码方式能够将其还原成井眼、环空压力、工程等测量参数[2]。
此外，充分利用RS232总线还能够将经过编码的井眼控制指令传达到井下作业工具上，在此基础上通过井下工具执行具体指令就能够实现对井眼轨迹的有效控制。
旋转导向钻井技术应用研究及其进展
旋转导向钻井技术应用研究及其进展旋转导向钻井技术是一种在钻井过程中用于控制井眼轨迹的技术，通过改变钻头方向和位置，实现井眼的控制和导向。
随着石油勘探和开发的不断深入，旋转导向钻井技术逐渐成为了一种重要的技术手段，为了更好地应用和研究这一技术，不断推动技术的进步和发展。
本文将对旋转导向钻井技术的应用研究及其进展进行探讨。
一、旋转导向钻井技术的基本原理旋转导向钻井技术是通过改变钻头的方向，使其与地层轴线或者指定方向的夹角保持在一定范围内，从而控制井眼的轨迹。
这种技术可以通过改变钻头的旋转速度、倾角和方向来实现。
通常情况下，利用导向工具和传感器，实时监测钻头的方向和位置，通过相应的调节和控制，使井眼达到预期的轨迹。
旋转导向钻井技术的核心是通过控制钻头的方向和位置，使井眼轨迹符合设计要求，达到钻井工程的预期目标。
1. 技术在海上油气田的应用随着石油勘探开发的不断深入，海上油气田的开发成为了一个重要的方向。
受到海上环境的影响，钻井过程会遇到一系列的技术难题，如井眼轨迹控制、井下工具的使用等。
旋转导向钻井技术通过控制井眼轨迹，使得钻井作业更加精准、可靠，同时也降低了钻井事故的发生概率，大大提高了海上油田的开发效率。
在一些油气地质复杂的区块，地层构造复杂，易出现井眼偏斜变形、打偏或打岔等问题。
旋转导向钻井技术通过实时监测井眼轨迹，及时调整钻头的方向和位置，可以有效避免井眼的偏离，提高了钻井的效率和成功率，减少了钻井事故的发生。
3. 技术在水平井和定向井的应用水平井和定向井的发展对井眼轨迹的控制提出了更高的要求，对旋转导向钻井技术的应用提出了更高的挑战。
通过对传统技术的改进和创新，结合现代的导向工具和传感器，旋转导向钻井技术在水平井和定向井的应用中取得了显著的成果，为这类井眼的钻探提供了可靠的技术支持。
1. 数据采集与处理技术的创新数据采集与处理技术是旋转导向钻井技术的关键。
随着信息技术的不断进步，传感器和导向工具的精度和灵敏度大大提高，实时数据的采集和处理能力也得到了明显的改善，提高了对钻头位置和方向的监测精度，为井眼轨迹的控制提供了可靠的数据支持。
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术石油定向井钻井是一种在石油勘探和开采过程中十分重要的技术。
而在定向井钻井中，旋转导向技术则是一种常用的技术手段，能够有效地实现井眼轨迹的设计和控制。
本文将从旋转导向技术的基本原理、发展历史、应用现状和未来发展趋势等方面进行探讨，以期为相关领域的研究和实践提供一些有益的参考。
一、旋转导向技术的基本原理旋转导向技术是指通过改变钻头在井眼中的转向，来实现井眼轨迹的设计和控制。
其基本原理是利用钻头的钻进能力和操作钻柱的旋转力矩，通过旋转钻柱使钻头在井眼中产生一定的转角，从而使井眼偏离原先的方向，实现定向钻井的目的。
旋转导向技术主要包括下列几种常用方法：1. 旋转导向器技术：是利用在井下安装的旋转导向器来改变钻头的转向，以实现井眼轨迹的设计和控制。
3. 旋转钻杆技术：是通过钻杆的旋转来实现井眼轨迹的设计和控制，其原理是通过改变钻杆的旋转方向和速度来使钻头产生一定的转角。
旋转导向技术起源于20世纪初期的石油勘探和开采过程中的定向钻井需求。
最早的旋转导向技术是采用手工操作井口的方式进行控制，随着钻井技术的发展，人们开始尝试利用机械设备和电子技术来实现旋转导向，逐渐形成了现代旋转导向技术体系。
在20世纪70年代至80年代，随着计算机技术的应用，旋转导向技术得到了进一步的发展和完善，成为定向井钻井中的一项重要技术手段。
目前，旋转导向技术已成为石油勘探和开采中定向井钻井的主要手段之一，在陆地、海洋和深水等各种复杂地质条件下得到了广泛的应用。
旋转导向技术的应用效果主要表现在以下几个方面：1. 提高钻井效率：旋转导向技术能够实现井眼轨迹的控制和设计，从而提高了钻井的效率和成功率，减少了钻井成本。
2. 提高生产收益：通过精确控制井眼轨迹，旋转导向技术能够实现油气井的有效开发和生产，提高了生产收益。
3. 减少环境影响：旋转导向技术能够减少井下钻井活动对地下水和环境的影响，降低了环境风险。
4. 提高安全性：通过旋转导向技术的应用，可以有效减少井下事故和安全隐患，提高了钻井作业的安全性。
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术石油定向井钻井是指在液压钻机的作用下，通过使用钻柱上的定向工具，将钻孔方向控制在一定范围内的钻井方式。
旋转导向技术则是在钻进过程中，通过旋转钻头来改变孔向的技术手段。
本文将探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术。
一、旋转导向技术的分类1. 人工导向技术人工导向技术是通过旋转钻头时操作人员对钻柱的制动和转向来实现的。
（1）制动转向钻井技术制动转向钻井技术是通过操作人员控制液压钻机钻柱的制动和转向，使钻井方向发生改变。
这种技术具有操作灵活、定向效果好等优点。
（2）非制动转向钻井技术非制动转向钻井技术是通过操作人员控制液压钻机钻柱的下压力和回压力来实现转向，而不是通过制动钻柱。
2. 自动导向技术自动导向技术是通过钻井工具的力学和动力特性来实现的，它主要包括两种形式：机械导向技术和电子导向技术。
（1）机械导向技术机械导向技术是通过设置在钻具上的导向装置来实现的。
导向装置可以使钻头按照预定的方向前进，并使钻孔方向变化最小化。
（2）电子导向技术电子导向技术是通过测量钻井参数和使用电子设备进行控制来实现的。
这种技术可以监测钻井参数的变化，并通过控制系统调整钻具的方向，使钻孔按照预定的方向前进。
二、旋转导向技术的应用旋转导向技术广泛应用于石油定向井钻井中，其主要应用场景包括以下几个方面：1. 难钻地层的导向钻井在难钻地层中，如高强度岩层、水井、岩溶地层等，使用旋转导向技术可以减小钻井难度，提高钻孔质量。
2. 水平井和水平裂缝井的钻井水平井和水平裂缝井的钻井需要在指定的方向上穿过地层，以实现水平井的压裂或生产。
使用旋转导向技术可以精确控制钻孔方向，保证钻井质量。
3. 油气层探测和开采在油气层的探测和开采中，需要通过钻井探测油气层的位置、良好地连接油气层与地面设备。
使用旋转导向技术可以准确控制钻孔方向，提高钻孔穿透率和提高油气的产量。
三、旋转导向技术的发展趋势当前，随着油气资源的逐渐枯竭和对生态环境的重视，对石油定向井钻井的需求也越来越高。
旋转导向钻井技术应用研究及其进展
旋转导向钻井技术应用研究及其进展
旋转导向钻井技术是指利用钻头本身的旋转引导钻柱前进方向的一种钻井技术。
它具
有导向准确、操作简单、钻井速度快、成本相对较低等优点，在油气田、地热井、水井等
领域有广泛应用。
本文将对旋转导向钻井技术的原理、分类、应用现状及未来发展趋势进
行分析和探讨。
一、旋转导向钻井技术原理
旋转导向钻井技术是以钻头的旋转运动为基础实现钻井方向控制的。
钻头旋转运动产
生了副反力，同时地层阻力又使得钻头产生推力，将钻柱不断向前推进。
当钻头稍微偏离
钻井轨迹时，钻柱的副反力和阻力不再共线，形成了一个力矩，使得钻柱产生了角转动，
从而实现了钻井方向的调整。
旋转导向钻井技术按照操作方式可以分为手动导向钻井和自动导向钻井两类；按照应
用领域可以分为油气田开发导向钻井、地热井导向钻井、水井导向钻井等。
根据所需导向
精度可分为低精度导向、中精度导向和高精度导向。
旋转导向钻井技术已经广泛应用于油气田开发、地热井和水井钻探等领域。
在油气田
开发中，旋转导向钻井技术可以实现复杂井型和多层次钻探，提高采气采油效率。
在地热
井和水井钻探中，旋转导向钻井技术可以提高钻井效率、降低钻井成本。
未来旋转导向钻井技术将继续朝着快速、高效、低成本、高精度的方向发展。
一方面，钻井技术将逐渐自动化，实现更加精准和高效的导向钻井；另一方面，随着油气田、地热
井和水井等应用领域的不断扩大，导向精度将会更加重要。
因此，未来旋转导向钻井技术
将面临更高的技术挑战和发展机遇。
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术引言石油勘探和开采是一个复杂的工程，需要使用各种技术和装备来完成。
在石油勘探中，常常需要通过钻井来获取地下石油资源。
而对于特定地质情况下，需要进行钻井方向的控制，这就需要使用定向井钻井技术。
而在定向井钻井中，旋转导向技术是一种常用的技术手段。
本文将探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术，包括其原理、应用以及发展趋势。
一、旋转导向技术的原理旋转导向技术是一种通过控制钻头旋转来改变钻井方向的技术手段。
在传统的定向井钻井中，通过改变钻头的倾角和方向来实现钻井方向的控制，而旋转导向技术则是通过控制钻头的旋转速度和方向来实现对钻井方向的控制。
旋转导向技术的实现原理主要依靠两个方面的因素：一是地下方向控制装置，二是地面控制系统。
地下方向控制装置主要包括传感器、激光测距装置等，用于实时监测井眼的方向和位置；而地面控制系统主要包括控制台、计算机系统等，用于接收、处理并下达指令。
在实际应用中，通过地下方向控制装置获取井眼方向和位置的数据，然后传输到地面控制系统中进行分析和处理，最终下达控制钻头旋转方向和速度的指令，从而实现对钻井方向的控制。
旋转导向技术在石油定向井钻井中具有广泛的应用。
它可以用于在地质构造复杂的地区，如地层倾角大、构造复杂的地区中，实现对钻井方向的控制。
它可以用于在水平井和超长水平井的钻井中，实现对钻井方向的精确控制。
它还可以用于在特定地质条件下，如高压地层、薄弱地层等条件下的钻井中，实现对钻井方向的安全控制。
通过旋转导向技术，可以实现对井眼方向和位置的实时监测和控制，从而大大提高了钻井作业的效率和安全性。
尤其是在复杂地质条件下的钻井作业中，旋转导向技术更是发挥了重要作用。
随着石油勘探和开采技术的不断发展，对定向井钻井技术的需求也在不断增加。
旋转导向技术作为定向井钻井技术的重要组成部分，其发展也受到了广泛的关注。
未来，随着地下方向控制装置和地面控制系统的技术不断进步，旋转导向技术将更加精确和可靠。
旋转导向钻井技术应用研究及其进展
旋转导向钻井技术应用研究及其进展旋转导向钻井技术是一种通过旋转钻杆来改变钻头在井眼中的方向的钻井方法。
该技术通过控制钻杆和钻头的旋转方向和速度，从而控制钻头在井眼中的前进方向，实现井眼的弯曲和定向钻井。
旋转导向钻井技术在石油勘探和开发中得到了广泛应用，同时也在地热能、地下储气库等领域得到了应用。
一、旋转导向钻井技术的原理及特点1. 高效性：旋转导向钻井技术可以实现井眼的弯曲和定向钻井，可以快速地改变井眼的方向，提高钻井效率。
2. 灵活性：旋转导向钻井技术可以根据具体的钻井需求来灵活调整钻杆和钻头的旋转方向和速度，适应不同的地质条件和井眼形状。
3. 精准性：旋转导向钻井技术可以实现高精度的定向钻井，能够满足复杂地质条件下的钻井需求。
1. 旋转导向钻井技术在石油勘探中的应用在石油勘探中，旋转导向钻井技术可以帮助勘探公司快速地找到潜在的油气储层，提高勘探效率。
通过控制钻头的旋转方向和速度，可以实现垂直井眼向水平井眼的转变，同时可以实现井眼的弯曲，应对不同地质条件下的勘探需求。
地热能开发需要在地下岩石中进行钻井，以获取地热能资源。
在这种情况下，由于地下岩石的复杂性和不同地质条件，传统的钻井方法往往难以满足需求。
而旋转导向钻井技术可以根据地质条件和井眼形状，灵活地调整钻头的方向和速度，使钻井过程更加灵活和高效。
地下储气库需要在地下进行大规模的储气钻井，为城市供应天然气。
在这种情况下，旋转导向钻井技术可以帮助储气库公司实现良好的储气井眼设计，并在钻井过程中提高钻井效率和精度。
在技术方面，随着石油工程技术的不断发展，旋转导向钻井技术已经实现了自动化和智能化。
通过加装传感器和控制系统，可以实现对钻头运动的实时监测和控制，实现钻井过程的智能化管理。
还可以通过井下遥控系统，实现对钻井过程的远程控制，提高了钻井的安全性和效率。
在应用方面，旋转导向钻井技术已经被广泛应用于复杂地质条件和水平井眼的钻井中。
通过对钻井工艺和设备的调整和优化，可以更好地满足不同地质条件下的钻井需求。
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。
旋转导向钻井系统及其控制方法研究进展
旋转导向钻井系统及其控制方法研究进展
孔锦炜
【期刊名称】《石化技术》
【年(卷),期】2024(31)3
【摘要】旋转导向钻井技术是一种新型的井身结构,可用于完井作业和水平井、大斜度井,实现井下导向和定向功能。
旋转导向系统是旋转导向钻井技术的核心,其控制技术的发展直接关系到整个钻井工程的成败。
介绍了旋转导向钻井系统的基本结构、工作原理,详细分析了基于不同类型控制方法的控制系统控制策略研究进展,并指出旋转导向钻井系统控制技术实际应用中存在的问题和不足,提出了未来我国旋转导向技术发展方向:完善现有的推靠式和指向式系统,开展混合式旋转导向系统地面监控,构建双向通讯、随钻测量子系统等。
【总页数】3页(P211-213)
【作者】孔锦炜
【作者单位】中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井技术服务公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE2
【相关文献】
1.旋转导向钻井稳定平台串级模糊控制方法研究
2.旋转导向钻井系统RCLD的控制系统设计
3.旋转导向钻井通讯与控制系统设计与软件开发
4.旋转导向钻井工具试验台加载控制系统的研究
5.旋转导向系统及其控制方法研究进展
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旋转导向钻井系统中关键技术的发展现状和前景研究
旋转导向钻井系统中关键技术的发展现状和前景研究摘要：为了达到提高油层裸露面积来提高采收率、高效开发复杂油藏、以最小的开发投资获取最佳的目的，各种复杂的特殊工艺井应运而生。
在钻井过程中，旋转导向技术为钻井系统提供方法，井下涡轮发电机为钻井系统提供电能，泥浆脉冲发生器为钻井系统提供数据传输。
故此，本文对旋转导向技术、井下涡轮发电机和泥浆脉冲发生器展开分析，分析具体发展前景，旨在为相关工作人员提供参考。
关键词：旋转导向技术,井下涡轮发电机,泥浆脉冲发生器引言随着国内外大部分的油田相继进入开发后期，而大部分新探油气田的地层状况越来越复杂，钻探难度变高、成本增大。
通过引导或控制井眼按预定的井眼轨迹（几何导向）或预定的目标地层（地质导向）钻进的旋转导向钻井系统成功钻出超深井、高难度定向井、丛式井、水平井、大位移井、多底井及三维多目标井等高难度的复杂结构井，从而提高油气的采收率、降低勘探开发成本[1]。
旋转导向钻井相比于传统的钻井方法有许多优点，在利润、效益及技术创新等各方面因素的驱使下，世界许多石油工程服务公司都加大了对旋转导向钻井系统的研发投入。
基于此，本文围绕旋转导向技术、井下涡轮发电机和泥浆脉冲发生器的研究现状进行讨论，总结今后技术的发展前景[2-5]。
1、旋转导向技术旋转导向技术是在钻柱旋转钻进时，使定向钻井既可依据工程参数进行几何导向，又可依据地质参数进行地质导向，根据实时监测到的井下信息，引导钻头在储层中的最佳位置钻进。
目前，旋转导向技术按其工作原理可划分为推靠式、指向式和复合式导向工具，根据工具外壳能否旋转可分为动态式（全旋转式）和静态式[6]。
由于指向式旋转导向系统具有摩阻和扭矩较小、水平极限位移大、钻出的井眼质量高、能适应各种复杂地层和工况等优势，指向式系统占有越来越大的比例。
在钻井现场应用时，要求旋转导向技术具有独特的性能，使其能够在恶劣环境中更灵活、可靠地钻进复杂的井眼轨迹，具体要求是:（1）高造斜率。
旋转导向钻井技术应用研究及其进展
旋转导向钻井技术应用研究及其进展旋转导向钻井技术是一种钻井工艺，通过管柱的旋转来实现油气井的定向钻井。
这种技术可以有效地提高井眼的质量和准确度，从而提高油井的产能和经济效益。
随着石油勘探和开采技术的不断发展，旋转导向钻井技术已经成为了油气井钻井的重要工艺之一，对提高油田开发效率、保障油气输送管线安全和稳定运行具有重要意义。
旋转导向钻井技术的原理是利用钻井管柱在矿井中旋转，并通过控制钻井头的扭矩和旋转速度，从而使钻井头朝向特定的方向钻进。
在这个过程中，钻井工程师需要通过测斜仪和方位仪等设备来实时监测钻井方向和井眼轨迹，以确保钻井的准确性和安全性。
与传统的直井钻井相比，旋转导向钻井技术具有更好的定向性和控制性，可以有效地避开地层中的障碍物，从而提高井眼的质量和完整度。
旋转导向钻井技术在油气勘探和开采中有着广泛的应用。
它能够提高油井的产能和采收率。
由于旋转导向钻井技术在钻井过程中具有更好的定向性和控制性，能够在地层中钻出更加规整和完整的井眼，从而提高了油井的采收率。
旋转导向钻井技术可以降低井口的施工难度和风险。
在复杂地质条件下，通过旋转导向钻井技术可以更好地避开地层中的障碍物，从而减少钻井事故的发生。
旋转导向钻井技术还可以提高油井的经济效益。
通过旋转导向钻井技术，可以钻出更深层的油气层，从而提高油气资源的开采量和综合利用率，减少对外界环境的影响，实现环保高效的油气开采。
目前，国内外对旋转导向钻井技术进行了广泛的应用研究和进展。
很多石油勘探和开发公司对旋转导向钻井技术进行了深入研究，并提出了一系列技术方案和工艺优化措施，以解决复杂地质条件下的井眼定向问题。
一些科研机构和大学院校也对旋转导向钻井技术进行了深入研究，并取得了一些重要的研究成果。
他们通过理论分析和实验验证，提出了一些新的理论模型和技术方法，以指导和推动旋转导向钻井技术的进一步发展。
一些钻井设备制造企业也积极开发和推广新型的旋转导向钻井设备和工具，以满足不同地质条件下的钻井需求。
现代导向钻井技术的新进展及发展方向_
现代导向钻井技术的新进展及发展方向从我国的油气勘探现状可知，现代导向钻井技术水平已经取得了突破性进展，随着科学技术的发展，现代导向钻井技术也要与时俱进、不断创新，迎合钻井技术发展的趋势和潮流。
本文结合现代导向钻井技术的发展进程以及发展趋势进行分析，旨在促进我国油藏勘探工作的高效开展。
标签：现代导向钻井技术;进展;方向前言：钻井勘探需要钻井设备才能够实现，为了提高油气藏开发的效率，并对地质环境作出准确的评价。
20世纪90年代以来，现代导向钻井技术开始出现并处于不断发展和完善的状态。
现代导向技术的优势在于钻头高效、钻具动力强，钻井技术成为了行业内发展的主流与趋势，加强对现代钻井技术的重视与思考，则能够为钻井勘探工作提供新思路与新方法。
1.现代导向钻井技术导向钻井技术具有效能比较高的钻头以及导向动力钻具，配备了相应的及计算机软件，可以共同形成导向钻井系统，导向钻井技术在石油钻井领域中获得了广泛的应用，通过适时变更定向与开转盘两种工况，则能够提高导向钻井作业的定向造斜、增斜、稳斜、降斜等操作，继而避免钻具的频繁组合，因此钻井作业的效率高。
2.现代导向钻井技术的发展从现代导向钻井技术的发展上来看，包含了转盘经验钻井技术、井底动力经验钻探技术、滑动导向钻井技术以及旋转导向钻井技术，下面进行详细的分析与阐述。
2.1转盘经验钻井技术转盘经验钻井技术出现得比较早，最先出现在1929年左右，技术人员在钻井操作时结合自身的经验以及钻压参数、下端钻具结构等来估测钻头的倾斜状况。
该技术的实施主要是凭借着技术工人对以往操作经验的积累和判断而获取的，该技术在实际的应用过程中存在一定的问题，比如钻井的精度较低，钻井到了最后阶段时，钻压、钻具、转速等组合会受到外界因素影响而产生不同程度的变化，因此钻探的效率相对较低。
2.2井底动力经验钻探技术井底动力经验钻探技术，该技术借助涡轮钻具来钻出定向斜井，随后有限陀螺仪、测性多点倾斜仪器的快速发展，使该技术在实际发展的过程中获得了稳定的井底动力经验钻井技术，因此与转盘经验钻井技术相比，井底动力经验钻探技术则能够借助井体自身的移動轨迹来为技术人员传递钻探的信息，继而提高钻井勘探的效率，提高石油勘探的精准性。
旋转导向钻井技术现状及发展趋势
旋转导向钻井技术现状及发展趋势
旋转导向钻井技术是一种先进的钻井技术，目前已经在国内外得到了广泛的应用。
这种钻井技术的现状和发展趋势可以总结为以下几点：
现状：
旋转导向钻井技术已经在国内外得到了广泛的应用，包括陆地和海洋钻井。
这种技术具有摩阻与扭阻小、钻速高、成本低、建井周期短、井眼轨迹平滑、易调控并可延长水平段长度等特点。
旋转导向钻井系统已经成为当今石油钻井工程领域最重要的前沿装备之一，也是实现石油钻井向数字化、信息化、自动化方向发展的核心技术和重大装备。
发展趋势：
智能化：随着人工智能和机器学习技术的发展，旋转导向钻井系统的智能化程度将越来越高。
通过引入智能算法和传感器，可以实现对钻井过程的实时监测和智能控制，提高钻井效率和安全性。
绿色化：在环保压力日益增大的背景下，绿色化成为旋转导向钻井技术的重要发展趋势。
通过优化钻井工艺、使用环保材料和设备等措施，可以降低钻井过程中的能耗和排放，减少对环境的影响。
深海化：随着深海石油资源的开发需求不断增加，深海化成为旋转导向钻井技术的重要发展方向。
通过研发适用于
深海环境的旋转导向钻井系统和设备，可以实现对深海石油资源的有效开发。
极端环境适应性：为了应对极端环境下的钻井挑战，如高温、高压、高盐等环境，需要提高旋转导向钻井系统的极端环境适应性。
通过研发适用于极端环境的材料和设备，可以拓展旋转导向钻井技术的应用范围。
总的来说，旋转导向钻井技术在国内外已经得到了广泛的应用和发展，未来将朝着智能化、绿色化、深海化和极端环境适应性等方向发展。
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术石油定向井钻井是一种在地下目标层中定向开采各种石油资源的工程技术。
它通常用于解决传统直井钻井难以达到的开采效果。
旋转导向技术是定向井钻井中的一种重要技术手段，它能够帮助油田工程师在地下多层地层中进行精准定向，实现精准钻井和开发。
本文将探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术，介绍其原理、应用和发展趋势。
一、旋转导向技术的原理旋转导向技术是指通过旋转钻杆和导向工具来改变钻杆的方向，调整井眼轨迹，以实现井眼的定向目标。
其原理是通过在钻井时实时监测井下情况，根据目标地层的方位和倾角，不断调整钻井方向，使钻井井眼在地下目标层中垂直或斜向打入，实现精准定向。
旋转导向技术通常采用陀螺仪、磁定向仪等导向装置来实现对井眼方向的监测和调整。
通过这些导向装置采集的地下方向信息，再经过数据处理和计算，以指导钻井作业人员进行井眼调整，从而实现精确定向。
旋转导向技术主要应用于地层复杂、地质构造繁杂、油气分布不均匀的油气田。
通过旋转导向技术，工程师可以在井眼设计中考虑地质构造和地层分布的复杂性，实现在地下不同地层中进行有效定向，并解决传统直井难以达到的开采效果。
这种技术在增强油气田开发效果、提高产量、降低成本和减少井数方面有着重要作用。
旋转导向技术还广泛应用于水平井和水平段井的钻井中。
通过旋转导向技术，工程师可以实现水平井、S形井等复杂井眼的精确定向，从而实现地下储层的有效开采。
这种技术在提高井眼质量、提高井底定向效果、提高完井质量等方面具有重要作用。
随着油气勘探开发技术的不断进步和油气田开采难度的不断增加，旋转导向技术也在不断发展和完善。
未来，旋转导向技术将朝着更高精度、更高效率、更智能化的方向发展。
随着导向装置和测量技术的不断进步，旋转导向技术将实现更高精度的定向。
通过采用更精密的导向设备和更先进的数据处理技术，可以实现对井眼方向的更准确监测和调整，从而实现更精确的定向目标。
随着自动化技术的不断发展，旋转导向技术将实现更高效率的应用。
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术
探讨石油定向井钻井中的旋转导向技术石油定向井钻井是在油井钻探中广泛使用的技术之一，它可以帮助钻井工程师在垂直井眼外围的油层中进行准确的定向操作。
在石油定向井钻井过程中，旋转导向技术扮演着重要的角色。
本文将探讨旋转导向技术的原理、应用以及未来发展趋势。
旋转导向技术是一种通过转动钻头实现定向控制的技术。
在传统的钻井方法中，通过上下推拉和钻杆的旋转来推进钻头，但是对于需要定向的井眼来说，这种方法并不适用。
旋转导向技术通过转动钻头，使其垂直钻井轴线的方向发生偏转，从而实现对井眼方向的控制。
旋转导向技术的一个关键元素是偏转器，它可以通过改变钻井时钻头的旋转平面，实现钻头偏离井眼轴线的目的。
常见的偏转器包括曲柄偏转器、转角偏转器等。
曲柄偏转器通过将钻杆上转动的旋转运动转化为纵向的推力，从而推动钻头产生侧向偏转。
转角偏转器则通过改变钻杆与井眼轴线的交角，实现钻头偏离井眼轴线的控制。
在石油定向井钻井中，旋转导向技术具有很多应用。
它可以帮助钻井工程师在复杂地层中钻探。
由于地下油层的形态各异，传统的垂直钻井技术并不能满足勘探和生产的需要。
旋转导向技术可以使钻井工程师根据地层情况进行定向控制，以获得更准确的油层信息。
旋转导向技术在水平井钻井中也得到广泛应用。
水平井是一种特殊的井型，将钻杆进行水平导向，可以在水平方向上增大井眼长度，从而增加了产能和产量。
旋转导向技术可以帮助钻井工程师控制钻头在水平方向上的位置，确保井眼的准确定向。
旋转导向技术还可以在井下定向测井中发挥重要作用。
传统的井下测井方法需要井下测井工具和线缆的配合，操作复杂且成本高昂。
而旋转导向技术可以使钻头在井下进行旋转，通过记录井眼的旋转速度和方向来实现定向测井，大大降低了成本和风险。
目前的旋转导向技术还存在一些挑战和待解决的问题。
旋转导向技术在非稳定地层中的适应性有待改进。
随着油气资源的逐渐枯竭，井下测井和导向技术也需要不断创新和改进。
未来的发展趋势可能包括更精确的定向控制技术、更可靠的偏转器设计以及更高效的井下测井方法。
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[ 1 ] 李俊 ,倪学莉 ,张晓东. 动态指向式旋转导向钻井工具设计 探讨[J ]. 石油矿场机械 ,2009 ,38 (2) :63266.
[ 2 ] 张光伟 ,游莉 ,李武平. 基于旋转导向钻进方式的可控弯接 头发展现状[J ] . 钻采工艺 ,2009 ,32 (2) :23228.
5 新型指向式旋转导向钻井工具今后 研究的重点 、难点及思路
在钻井过程中 ,由于钻井工具处在井下高温 、高压 的工作环境中 ,并伴有腐蚀 、冲蚀 、振动等 ,其工作环境 和工作条件异常恶劣 ,给井下钻井工具的研究和设计 带来相当的难度 。针对目前指向式旋转导向钻井工具 现状存在的不足 ,提出了如下的研究方向 : ①指向式旋
6 结论
1) 旋转导向钻井系统是一个集机 、电 、液于一体的 闭环自动控制系统 ,并以旋转钻井为其技术特征 ,旋转 导向钻井工具是整个导向系统的核心 ,而指向式旋转 导向钻井工具是未来的发展趋势 ,其在减少井下摩阻 、 提高钻探能力和控制精度方面具有独特的优势 。 2) 认识 、了解和掌握旋转导向钻井工具的特性和 工作原理 ,并介绍了目前在国际上应用比较广泛的推 靠式 MRS T 和指向式 Geo2Pilot 旋转导向钻井工具 。 3) 提出了研制与 Geo2Pilot 有所不同的新型指向 式旋转导向钻井工具 ,并着重分析了其结构与导向原 理 ,总结了其特性和优点 ,提出了今后研究的重点 、难 点及思路 。 4) 指向式旋转导向钻井工具的优越性显而易见 , 但目前还有许多技术难题有待解决 ,发展潜力很大 ,需 进一步研究 。
第 30 卷第 4 期 钻 井 工 程
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旋转导向钻井技术研究新进展
熊继有 温杰文Βιβλιοθήκη 荣继光 李宬晓“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室 ·西南石油大学
熊继有等. 旋转导向钻井技术研究新进展. 天然气工业 ,2010 ,30 (4) :87290. 摘 要 井下旋转导向钻井工具是旋转导向钻井系统的核心部件 ,从应用情况来看 ,指向式旋转导向钻井工具是发 展的趋势 。为解决在钻大位移井 、水平分支井等复杂结构井时出现的种种难题以及国内指向式旋转导向钻井技术的“瓶 颈”问题 ,将理论与实践相结合 ,对旋转导向钻井技术的国内外研究现状做了分析 ;介绍了目前国内外运用比较广泛且典 型的推靠式 MRST 和指向式 Geo2Pilot 井下闭环旋转导向钻井工具 。在大量调研和文献分析的基础上 ,提出了研制与 Geo2Pilot 有所不同的新型指向式旋转导向钻井工具的思路 ,并着重论述了其结构与导向原理 ,总结出该指向式旋转导 向钻井工具的特性与优点 ,提出了下一步的研究重点 、难点与方向 。 关键词 水平井 大位移井 推靠式 指向式 旋转导向钻井 偏置机构 稳定器 电子马达 DO I :10. 3787/ j. issn. 100020976. 2010. 04. 022
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天 然 气 工 业 2010 年 4 月
转导向钻井工具中心轴三维结构动力学分析 ,建立三 维力学模型 ; ②指向式旋转导向钻井工具控制轴强度 和刚度有限元分析及计算 ,振动模态分析 ; ③指向式旋 转导向钻井工具偏置机构力学模型建立及仿真分析 ; ④指向式旋转导向钻井工具的下部钻具组合力学分 析 ; ⑤指向式旋转导向钻井工具结构的优化设计 ; ⑥与 指向式旋转导向钻井工具配伍的钻头优选 。
0 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 ,以及钻井工艺对提 高效率 、降低成本 、提高在恶劣环境和复杂地质条件下 钻井能力等的要求 ,国内外纷纷开展了对旋转导向钻 井技术的研究 。旋转导向钻井技术是一项尖端的自动 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 ,也减少了钻井事故 ,从而降 低了钻井成本 。旋转导向钻井工具是旋转导向钻井系 统的核心 ,决定了旋转导向钻井系统的工作特色和工 作能力 。
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天 然 气 工 业 2010 年 4 月
图 1 调制式旋转导向钻井工具图
优越性[1] 。调制式旋转导向钻井系统导向力的大小和 方向主要是由稳定平台控制的 。当需要最大导向力 时 ,稳定平台控制轴就带动上盘阀旋转 ,使上盘阀稳定 在预定方向 ,控制上盘阀高压孔方向恒定 。在钻柱旋 转过程中 ,每个“巴掌”依次在该方向附近伸出拍打井 壁 ,导向机构对井壁的作用力就是这些拍打力的合力 。 这个合力的反力就是钻柱受到的导向力 ,方向沿着上 盘阀预定方向的反方向 。当不需要导向时 ,稳定平台 带动上盘阀以和钻柱具有不同的某一转速匀速转动 , 这时“巴掌”均匀拍打井壁四周 ,导向工具可控制的液 压导向力的合力就等于零 ,此时导向工具呈中性工作 状态 ,达到稳斜效果 。MRS T 液压控制阀采用上 、下 盘阀结构 ,上盘阀与稳定平台控制轴相连接 ,它只有一 个弧形长孔形状的高压阀孔 。下盘阀与钻柱本体连 接 ,随 MRS T 外壳及钻柱一起旋转 , 它有 3 个互成 120°圆心角的等直径低压孔 (泄流孔) ,见图 2 。
图 2 液压控制上 、下盘阀图
2. 2 Geo2Pilot 的组成及工作原理 Geo2Pilot [223] 是一种不旋转套式导向工具 (图 3) , 属于指向式旋转导向钻井工具 。它不是靠偏心稳定器 的翼肋推靠井壁偏置钻头进行导向 ,而是靠不旋转套 与万向短节之间的一套偏心机构使万向轴偏置 ,从而 为钻头提供了一个与井眼轴线不一致的倾角 ,产生导 向作用 。该机构由几个可控制的偏心环组合而成 ,当 井下自动控制完成偏心环组合之后 ,该机构将相对于 不旋转套固定 ,从而始终将万向轴向固定方向偏置 ,为 钻头提供一个方向固定的倾角 。
图 3 Geo2Pilot 旋转导向钻井工具图
3 新型指向式旋转导向钻井工具结构 与导向原理
从应用情况来看 ,指向式旋转导向钻井工具能够 更好地对井斜和方位进行控制 ,具有更长的寿命 ,指向 式旋转导向系统是发展趋势[2] 。笔者经过大量调研和 相关文献的分析 ,提出新型指向式旋转导向钻井工具 与 Geo2Pilot 旋转导向钻井工具有些不同 ,并且还结 合了少许推靠式旋转导向钻井工具的特性 。 3. 1 底部钻具组合( BHA) 新型指向式旋转导向钻井工具 B HA 结构 (图 4) 由 4 个部分组成 ,分别是 :枢轴稳定器 、水力偏置系统 、 MWD 总成和钻柱稳 定器 。其中 , MWD 总成 包括 : CPU 、存储器 、螺线型电导管 、随钻测量仪 ( MWD) 及 控制电路和传感器 。该指向式旋转导向钻井工具 (图 5) 包含两个尤为重要的组成部分 :一个是近钻头稳定 器 (枢轴稳定器) ,该稳定器由不锈钢材料组成 ,拥有 4 个螺旋形刀锋翼肋且相互“环布”连接 , 并为旋转中 心轴提供固定支点 ;另一个是水力偏置机构 ,也可看着
1 国内外研究现状
目前国外三大石油公司 Baker Hughes 、Schlum2 berger 和 Halliburton 通过各种方式分别形成了其各 自商业化应用的 PowerDrive SRD 、A uto Trak RCL S 和 Geo2Pilot 旋转导向钻井系统 ,这 3 个系统的根本区
2 典型井下闭环旋转导向钻井工具
2. 1 MRST 的组成及工作原理 调制式旋转导向钻井工具 (MRS T) 属于推靠式旋 转导向钻井工具 (图 1) 。由于其钻柱与井壁之间不存 在静止点 ,因此 ,在钻井过程中更可体现旋转钻井的
基金项目 :国家自然科学基金项目“西部油气深井物理法随钻防漏堵漏研究”(编号 :90610013) 。 作者简介 :熊继有 ,1951 年生 ,教授 ,博士生导师 ;1978 年毕业于原西南石油学院 ;从事钻井工艺技术 、射流理论与应用技术 、钻 井动力学等方面的研究工作 。地址 : (610500) 四川省成都市新都区 。电话 : (028) 83032923 。E2mail :xio ngtang2002 @yahoo . com. cn
别是井下钻井工具各不相同 ,这也充分说明了旋转导 向钻井工具是旋转导向钻井系统的核心 。前面两种系 统可归类为一种系统即推靠式 (p ush2t he2bit ) 旋转导 向钻井系统 ;而后一种属于指向式 (point2t he2bit) 旋转 导向钻井系统[1 ] 。 国内开展这方面的研究工作较晚 。20 世纪 90 年 代才全面展开这方面的研究工作 ,2006 年以苏义脑院 士为首的技术团队研制成功了 C GDS21 近钻头地质导 向旋转钻井系统 ,在冀东 、辽河等油田应用 15 口井 。 另外 ,以张绍槐教授为首的研究团队 ,近年来与中国石 化胜利油田合作 ,在旋转导向钻井方面也取得了突破性 的成果。但大多研究在推靠式旋转导向钻井居多 ,指向 式旋转导向钻井的研究在国内还处于“瓶颈”状态 。
图 4 新型指向式旋转导向钻井工具 BHA 结构简图
第 30 卷第 4 期 钻 井 工 程
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图 5 新型指向式旋转导向钻井工具图
是一个特殊的“稳定器”,因为它是由不旋转外套筒 、电 子马达和放射状偏心环组成 ,并且在不旋转外套筒上 安装有 3 个水力驱动“巴掌”,旋转中心轴位于不旋转 外套筒内依次穿过偏置系统和近钻头稳定器 。动力模 块电子马达位于中心轴和不旋转套筒之间与控制电路 相连[ 427 ] 。 3. 2 导向原理 正常情况下 ,中心轴与外套筒中心线重合 (图 62 Ⅰ) 。钻井的过程中 ,该新型指向式旋转导向钻井工具 中的控制电路 CPU 接收到 MWD 总成中相关高端传 感器传输的信号 (比如 :井斜 、方位) ,然后经由螺线形 电导管传输给动力模块电子马达 ,电子马达给放射状 水力偏置系统提供动力[526 ,8 ] ,安装在不旋转套筒外部 的“巴掌”伸出与井壁接触 ,同时安装在其内部的偏心 环旋转 。在“巴掌”和近钻头稳定器支点共同作用下 , 钻头形成一偏角 ,即中心轴与不旋转套筒中心线形成 一定角度 (图 62 Ⅱ) 。在偏心环作用下 ,将连接着钻头 的中心轴向固定方向偏置 ,为钻头提供一个方向的固 定的倾角 ,从而使钻头的钻井方向发生改变 ,对井斜和 方位进行纠正 (见图 62 Ⅲ) 。其中 ,钻头偏移角度不仅 可调 ,而且在钻井过程中将钻杆传递的扭矩和钻压实 时传递给钻头 。同时 ,控制电路把信号转化成泥浆脉 冲信号 ,上传给地面控制系统进行分析 。其导向原理 如图 7 所示 。