1、WE MUST DO BETTER旋转导向钻井旋转导向钻井技术介绍技术介绍姚振华姚振华20072007年年6 6月月WE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTER1 1、系统组成、系统组成:AutoTrak是旋转导向钻井系统的代表产品，它是基于推靠钻头的偏置原理来导向的，其可变径稳定器的伸缩块装在不旋转套筒上，AutoTrak旋转闭环钻井系统由地面与井下的双向通讯系统(地
2、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)和LWD(随钻测井)组成（图l）。WE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTER 2 2、工作原理、工作原理:AutoTrakAutoTrak RClSRClS系统的井下偏置导向工具由不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。旋转心轴上接对转动的结构。旋转心轴上接钻柱，下接钻头，起传递钻压钻柱，下接钻头，起传递钻压、扭矩和输送钻井液的作用。、扭矩和输送钻井
3、液的作用。不旋转外套上设置有井下不旋转外套上设置有井下CPUCPU、控制部分和支撑翼肋（右图、控制部分和支撑翼肋（右图）。）。图2 AutoTrak RCLS结构示意图WE MUST DO BETTER 导向工具的执行机构有一不旋转导向套，中轴从导向套中间穿过与钻头连接，带动钻头随钻柱一起旋转，导向套与中轴通过轴承连接。当周向均布的三个支撑冀肋分别以不同液压力支撑于井壁时，将使不旋转外套不随钻柱旋转，同时，井壁的反作用力将对井下偏置导向工具产生一个偏置合力。通过控制三个支撑翼肋的支出液压力的大小，可控制偏置力的大小和方向，以控制导向钻井。液压力的大小由井下CPU控制井下控制系统来调整。井下CP
4、U在下井前，预置了井眼轨迹数据。井下工作时，可将MWD测量的井眼轨迹信息或LWD测量的地层信息与设计数据进行对比，自动控制液压力，也可根据接收到的地面指令调整设计参数，控制液压力，以实现导向钻进。导向套内还有各种传感器，可测量井斜角、方位角及工具的工作状态。(右图是:井下偏置导向工具的导向原理示意图)WE MUST DO BETTER图5 PowerDrive系统主要组成部分WE MUST DO BETTER图6 PowerDrive盘阀控制机构示意图WE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTER图7 调制式旋转导向工具定向控制原理WE
5、MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTER图9 推靠式旋转导向工具导向原理图图10 指向式旋转导向工具导向原理图推靠式旋转导向推靠式旋转导向工具导向原理图工具导向原理图 指向式旋转导向指向式旋转导向工具导向
6、原理图工具导向原理图 WE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTER 推靠式和指向式导向方式的对比图推靠式和指向式导向方式的对比图工具类型工具类型推靠式旋转导向钻具推靠式旋转导向钻具指向式旋转导向钻具指向式旋转导向钻具工具特点工具特点造斜率较高；造斜率较高；侧向载荷较大；侧向载荷较大；钻头和钻头轴承的磨损钻头和钻头轴承的磨损较严重。较严重。能钻出较平滑的井眼；能钻出较平滑的井眼；摩阻和扭矩较小；摩阻和扭矩较小；可以使用较大的钻压；可以使用较大的钻压；机械钻速较高；机械钻速较高；有助于发挥钻头的性能；有助于发挥钻头的性能；钻头及其轴承承受的侧向载荷较小钻头及其轴承承受的侧向
7、载荷较小；极限位移增加。极限位移增加。WE MUST DO BETTER 2005 2005年，我公司首次与年，我公司首次与HalliburtonHalliburton公司合作，在渤海的公司合作，在渤海的NB35-2NB35-2油田水平分支井油田水平分支井8-1/28-1/2井眼作业中，使用该公司的旋转导向工具和井眼作业中，使用该公司的旋转导向工具和我公司的我公司的FELWDFELWD测井工具联合作业，取得了预期的效果。测井工具联合作业，取得了预期的效果。（截止目前（截止目前，使用该工具共作业，使用该工具共作业1212口井；另外，口井；另外，20062006年还有年还有1010口水平分支井要使
8、口水平分支井要使用以上工具联合作业）用以上工具联合作业）在该油田水平分支井在该油田水平分支井8-1/28-1/2井眼作业中使用的钻具组合为：井眼作业中使用的钻具组合为：8-1/2 PDC Bit(18x2,20 x3 W/28 Restrictor,0.43m)+GP7600TL085(7.07m)+5 1/16 FLEX Sub(W/DM inside,2.76m)+6-3/4 FELWD(14.64m)+6-3/4 HOC(3.07m)+6-3/4 F/V(0.69m)+5HWDPx1+6-3/4(F/J&JAR)+5 HWDPx2+5DPx90+5HWDPx24+5DP WE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERWE MUST DO BETTERSurvey:Sidetrack_mainbore(A7m/Survey)West(-)/East(+)mSouth(-)/North(+)m50055060065070075080085090095013001350140014501500WE MUST DO BETTER谢谢！
