新型旋转导向井下闭环钻井工具-断块油气田.pdf

断　　　块　　　油　　　气　　　田 第 8 卷第 2 期 2001 年 3 月 PAUL T —BLOCK O IL GA S F IELD 新型旋转导向井下闭环钻井工具 1 2 2 张进双 　胡金艳 　余志清 ( 1. 石油大学, 北京　2. 西安石油学院) 　　摘　要　近年来大位移井和复杂轨迹井眼的需求不断增加, 对井下钻井工具的研制提出 了新的要求。利用现有的动力导向技术, 钻压施加困难, 难以发挥高效钻头的作用, “滑动”方式 下大摩阻的存在使井底工具面的控制难度加大, 井眼水平延伸受到限制。为减小摩阻, 使钻柱 具有更大的延伸能力, 实现对井眼轨迹的精确控制, 国内外纷纷致力于井下可控工具和旋转导 向闭环钻井系统的研究。本文介绍了2 类可实现井下全方位控制的偏置机构及目前国内外已 有的几种旋转导向闭环钻井系统。 关键词　钻井工具　井眼轨迹控制　闭环控制　可变径稳定器　旋转导向钻井系统 　　近年来, 大位移井技术 ERD 开始为人们所 钻进; 在“旋转”方式下钻直井段和稳斜段。其局限 重视, 主要用于井场设置困难的地区, 尤其是近海 性主要表现为: ①以“滑动”方式开动井下马达时, 油田的开发。建造钻井平台的费用很高, 大位移井 上部钻柱不动导致摩阻增大; ②造斜时定向困难; 通过建钻井平台和人工岛降低总体开发成本。为 ③井眼清洁困难; ④限制 PDC 钻头的优选。 使开采多层系油藏和打探井更灵活有效, 同时也 近年来随大位移井数量的增加, 上述问题越来 为在钻井过程中消除地层因素等不确定干扰, 国 越突出。为适应这种需求的变化, 出现了用于旋转导 内外纷纷开始闭环导向钻井的研究, 以适应钻井 向钻井的遥控可变径稳定器, 即操作人员在地面操 方式的需求变化, 推动钻井工具的发展和更新。 作, 通过改变井下稳定器的直径改变井下动力钻具 对于大斜度井和大位移井, 常规动力钻具已 组合的力学特性。按遥控方式分为: 钻井液排量控制 很难满足需要, 出现了连续旋转导向的井下工具。 法、投球控制法、钻压控制法和电控法。国内外目前 首先应用于实际的是可变径稳定器; 为减小下套 主要有以下几种可变径稳定器: 管时的摩阻, 顶部驱动钻机也已逐渐被广泛采用。 a) 中国石油勘探开发科学研究院研制的 [1 ] 要完成复杂井眼轨迹, 尤其是真正实现井下闭环 YW - 178 型遥控变径稳定器 。 控制, 传统钻井工具已不能满足要求, 必须研制更 b ) 法国石油研究院和法国国际机械学会研 [2 ] 加灵活的、全方位可调的旋转导向井下工具, 其核 制的液压式遥控可变径稳定器 。 心是能在旋转状态下按控制指令动作以改变作用 c) 英国A ndergauge