基于顶部驱动的滑动钻井导向控制技术

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1、石油机械2013年第41卷第3期CHINAPETROLEUMMACHINERY●钻井技术与装备基于顶部驱动的滑动钻井导向控制技术徐文刘新立马瑞邹连阳赵静雒建胜宋绍军王霞杨波唐有胜(1．北京石油机械厂2．川庆钻探工程公司)摘要：将北京石油机械厂顶驱的主轴旋转定位技术与MWP随钻测量仪相结合，设计并实现了基于顶部驱动钻井和井下动力钻具组合的顶驱滑动钻井导向控制系统。该系统由顶部驱动钻井装置、人机交互界面、井下动力钻具以及MWD随钻测量工具等4部分组成，将顶驱和井下动力钻具相结合，实现对旋转钻柱包括转速、转向、角度在内的完全控制，并可根据井下实时

2、反馈的井眼轨迹信息，实现滑动钻井之前工具面的设置以及滑动钻进过程中工具面的实时监控和动态调整。内蒙SNO116—19H定向井项目的实际应用结果表明，该技术能够显著提升定向井钻进作业的整体时效和井眼质量，同时也为导向钻井的闭环控制和自动化控制奠定了基础。关键词：顶部驱动；滑动钻井；MWD；导向；闭环钻井中图分类号：TE921文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2013．03．006TopDrive-basedSteeringControlTechnologyforSlideDrillingXuWenLiuX

3、inliMaRuiZouLianyangZhaoJingLuoJianshengSongSha~unWangXiaYangBoTangYousheng(1．BeijingPetroleumMachineryPlant2．ChuanqingDrillingandExplorationEngineeringCompany)Abstract：CombiningthespindlerotationandpositioningtechnologyofBeishitopdrivedrillingsystemwithmeasurement—while—d

4、rilling(MWD)instrument，thispaperpresentsthedesignofthetopdrivesteeringcontrolsys—ternforslidedrillingbasedontopdrivedrillinganddownholepowerdrilltoolassembly．Thesystemconsistsoftopdrivedrillingdevice，man-machineinterface，downholepowerdrilltoolandMWDtoo1．Topdriveanddownhole

5、powerdrilltoolarecombinedinordertoachievethecompletecontrolofrotatingdrillstringincludingrotationspeed，steeringandangle．Thesettingoftoolfaceandthereal—timemonitoringanddynamicadjustmentoftoolfaceintheprocessofslidedrillingcanbeachievedaccordingtothedownholefeedbackinformat

6、ionofholetrajecto—ry．ThepracticalapplicationintheSNO116—19HdirectionalwellprojectinInnerMongoliashowsthatthetechnol—ogycanremarkablyimprovethetimeeficiencyandholequalityofdirectionaldrillingoperation．Meanwhile，ithaslaidthefoundationfortheclosed—loopcontrolandautomaticcontr

7、olofsteeringdrilling．Keywords：topdrive；slidedrilling；MWD；steering；closed-loopdrilling出现，大大加快了高难度定向井和水平井的钻井速0引言度，逐步形成了连续控制井眼轨迹的滑动导向钻井技术¨J。目前，广泛应用于石油天然气勘探开发20世纪80年代以来，随着油气藏开发难度的钻井作业中的井下连续控制导向技术，是使用带有增加以及测量技术的发展，尤其是高可靠性MWD一定弯角度的万向轴弯壳体和不同形式扶正器随钻测量工具的成功应用，各种新型螺杆钻具相继(亦称稳定器)的井下动力

8、钻具进行定向井、水平基金项目：中国石油装备制造分公司科技项目“顶驱装置性能优化研究”。30一石油机械2O13年第4l卷第3期井作业中的误操作。随钻测量工具的配合下，通过双向通讯方