国内外旋转导向钻井系统导向原理.pdf

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1、2012年第39卷第9期探矿工程(岩土钻掘工程)53国内外旋转导向钻井系统导向原理雷静，杨甘生，梁涛，胡驰(1．中国地质大学(北京)科学钻探国家专业实验室，北京100083；2．中交四航工程研究院有限公司，广东广州510230；3．中国地质大学(北京)工程技术学院，北京100083)摘要：旋转导向钻井技术是目前世界上最具代表性和先进性的钻井技术，该技术的核心是旋转自动导向系统。总结了国内外旋转导向钻井系统的发展概况，对各系统的导向机构工作原理进行了对比分析，并就旋转导向钻井系统未来的发展和完善提出了看法。关键词：旋转

2、导向钻井系统；导向原理；系统结构；偏置机构；钻井工具中图分类号：P634．7文献标识码：A文章编号：1672—7428(2012)09—0053—06SteeringPrinciplesofRotarySteerableDrillingSystemsinChinaandAbroad／LElJing，YANGCan—sheng，LI-ANGTao，HUChi(1．StateProfessionalLabofScientificDrilling，ChinaUniversityofGeosciences．Beijing10

3、0083．China；2．CCCCFou~hHarborEngineeringInstituteCo．，Ltd．，GuangzhouGuangdong510230，China；3．SchoolofEngi—neering&Technology，ChinaUniversityofGeosciences，Bering100083，China)Abstract：Rotarysteerabledrillingtechnologyisthemostrepresentativeandadvanceddrillingtechnol

4、ogyintheworld，andthecoreofthetechnologyisrotarysteerabledrillingsystem．ThispapersummarizesthedevelopmentsituationofrotarysteeringdrillingsystemsinChinaandabroadandanalyzestheworkingprincipleofeachsystem~steeringmechanism．Thepaperalsopresentsthedevelopmentandper

5、fectionoftherotarysteerabledrillingsysteminthefuture．Keywords：rotarysteerabledrillingsystem；steeringprinciple；systemstructure；biasunit；drillingtool国际上，导向钻井技术先后经历了3个发展阶偏置式是指偏置机构在钻进过程中不与钻柱一起旋段：(1)滑动导向钻井阶段；(2)地面控制导向钻井转，可在某一方向上固定提供侧向力；动态式是指偏阶段；(3)旋转自动导向钻井阶段。自20世纪80

6、置机构在钻进过程中与钻柱一起旋转，依靠控制系年代末期，国外就开始了旋转导向钻井系统的理论统使其在某一位置产生定向周期性的侧向力J。研究。目前，已形成一系列较为成熟的旋转导向钻综合考虑导向方式和偏置方式，可以更全面、更井系统。国内开展这方面的研究工作起步较晚，2O准确地将旋转导向钻井系统按其井下工具系统的工世纪90年代中期才开始相关的研究工作。近几年，作方式分为4种：静态偏置推靠式、动态偏置推靠研制出了相应的工具系统，并在关键技术方面取得式、静态偏置指向式和动态偏置指向式。目前，还没了突破J。但与国外同类型工具相比，在

7、工作性有成型的动态偏置指向式系统，国内外已开发和应能、自动化程度等方面仍存在一定差距。用的其他3种旋转导向钻井系统如表1所示。1旋转导向系统的分类2静态偏置推靠式旋转导向钻井系统按照导向原理的不同，可将现有旋转导向钻井目前世界上已成形的静态推靠式旋转导向钻井系统划分为推靠钻头式(PushTheBit)和指向钻头系统主要有BakerHughesInteq公司开发的AutoTrak式(PointTheBit)两大类。推靠钻头式是通过偏置RCLS和NobleTechnologyLtd的子公司德国D．M．T机构(BiasUn

8、its)在钻头附近偏置钻头直接给钻头WelldownDrillingServiceGmbH开发的WellDirector提供侧向力。指向钻头式是通过偏置机构直接或间两种。国内由中海油与西安石油学院等研究单位承接弯曲心轴使钻头指向井眼轨迹控制方向。同时，担的国家“863”课题“可控(闭环)三维轨迹钻井技偏置机构的工作方式又有2种：静态偏置(Sta