PD(PowerDrive)简单介绍.doc

PD（PowerDrive）简单介绍 旋转导向系统，是指让钻柱在旋转钻进过程中实现准确增斜、稳斜、降斜或者纠方位功能 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。 1.1 旋转导向系统PowerDrive的优点 反映和降低了所钻井段的真正狗腿度，使井眼更加平滑。 使用PowerDrive钻出的井径很规则 由于PowerDrive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。 在钻进过程中，由于PowerDrive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。 由于PowerDrive钻具组合一直在旋转，特别有利于水平井、大斜度井和3000米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。 1.2 PowerDrive 组成部分 PowerDrive主要有两个组成部分，它们分别是上端的Control Unit (电子控制部分，简称CU)和下端的Bias Unit (机械部分，简称BU)。在两者中间还有一个辅助部分Extension Sub(加长短接，简称ES) 。 1.2.1 电子控制部分CU CU是PowerDrive的指挥中枢，它内部有泥浆驱动的发电机，还有陀螺、钻柱转速传感器、流量变化传感器、震动传感器、温度传感器以及电池控制的时钟等等。 它可以独立于外面的钻铤而旋转或者静止不转。 简要工作原理 开泵后，发电机发电，陀螺测量到井底的井斜角和方位角，然后按照地面工程师的要求把其内部的电子控制部分固定在某一个方位上，从而实现无论钻柱如何旋转，CU内部的控制轴始终对准在需要的方位上，这个方位加上一个校对值后就是地面工程师所需要的高边工具面角的反方向。如果需要调整这个控制轴的方位角，可以由地面工程师给PowerDrive发送命令，方法是：按照一定的时间编排方式，在不同的时间开不同的工作排量，CU内部的传感器探测到这个排量的变化后，由其内部的程序对其进行核对，如果与预先设定的某个指令吻合，就开始执行这个新的工作指令。 1.1.2 机械部分BU 主要一个泥浆导流阀和三个由泥浆推动的pad (推力块或者叫伸缩片)组成。这个导流阀与电子控制部分CU的控制轴相连，其方向由控制轴的方位而定。有2%-5%的泥浆首先经过这个导流阀分流，然后流向转到该方向上的某个推力块A，推力块A就伸出，推挤井壁，井壁对钻头产生一个反作用力，这就是所谓的钻头侧向力，从而把钻头推向地面工程师所需要的方位。该推力块A转过这个位置后，泥浆的液压作用就转向下一个转到这里来的推力块B，从而推力块B伸出。而推力块A则会在井壁对其的挤压下缩回去，周而复始，由此实现旋转导向功能。推力块在那个方位伸出、伸出次数的几率(百分比)都是由地面工程师通过电子控制部分决定的。对井壁推力的大小是由钻头压降决定的，可以由地面人员通过调节排量而进行控制。 1.3 影响PowerDrive性能的有关因素 1 泥浆密度：它会影响钻头压降，必须在PowerDrive下井之前从甲方那里得到下一趟钻泥浆密度的平均值和可能的范围。 2 排量：在PowerDrive下井之前，必须从甲方那里得到井队泥浆泵可以提供的排量范围。 3 钻头水眼：根据上述各项数据进行水力计算，在总泵压允许的情况下， 按照PowerDrive比较理想的工作压降选择钻头水眼。 4 钻头压降：它决定着推力块对井壁的推力大小。压降太大会降低机械部分的寿命，甚至破坏机械部分；压降太小会降低PowerDrive的作用，达不到预期效果。需要根据当时井的具体情况选择一个合理值。一旦仪器下井，通常是通过改变排量来调节钻头压降。 5 转盘转速：转速太低，达不到预期效果；转速太高，则机械部分BU的磨损加快，需要根据当时井的具体需要而定。