旋转导向钻井技术和工具.ppt

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1、中国石油天然气集团公司钻井工程重点实验室西安石油大学井下测控重点研究室旋转导向钻井技术&工具2005.6.5测控研究室的研究方向研究方向：井眼轨迹遥控技术目标：井下闭环旋转导向智能钻井系统（XTCS）XI’ANTRAJECTORYCONTROLSYSTEM一、XTCS系统下行指令泥浆脉冲执行单元微机自适应控制器下行信息传输通道地面控制器设计井身轨迹上传数据地面记录显示地面信息井下资料处理综合解释探测器干预指令正常钻井正常钻井正常钻井正常钻井轨迹控制过程定时发送监控信息必要时,采取干预措施94.西安石油学院井下闭环控制钻井系统1、由井下固定式稳定器构

2、成的钻井系统总体(简化)框图泥浆脉冲资料处理综合解释上传数据记录显示地面信息BHA(1)固定式：多次起下钻；固定稳定器起钻、通过井口操作：改变稳定器直径/弯度起钻？YN泥浆脉冲资料处理综合解释上传数据记录显示地面信息BHA变径稳定器地面操作:改变稳定器直径/弯度2、由地面控制井下可变径稳定器构成的钻井系统总体(简化)框图变径式：地面控制泵压/排量，井下变径改变泵压/排量？YN泥浆脉冲资料处理综合解释上传数据记录显示地面信息BHA井下操作：改变稳定器直径/弯度3、由井下闭环可变径稳定器构成的钻井系统总体(简化)框图变径式：地面下达变径的命令，井下

3、变径；井下闭环变径稳定器下传变径信息指令？YN4、由井下闭环可变径稳定器构成的钻井系统总体(简化)框图泥浆脉冲资料处理综合解释上传数据记录显示地面信息BHA变径单元控制下传轨迹参数指令？YN井下操作：改变设计轨迹井下闭环变径稳定器变径式：地面下达变轨迹的命令，井下自动变径；实现设计造斜率井下闭环旋转导向过程示意211517192012272928下行通道无磁钻铤MWD测控单元钻头设计轨迹扶正器可伸缩翼肋可控偏心器靶心23监测MWD振动通道负脉冲通道地质参数测量井下闭环钻井系统硬件配置二、井眼轨迹控制技术发展现状90年代起，特别是，海上钻井进入了以导

4、向技术为标志的超大水平位移钻井的新时期，并以前所未有的速度向更新技术方向迈进！XTCS——集中体现了二十世纪末钻井科技最新成果！旋转导向技术井眼轨迹井下闭环控制技术近钻头测井技术三、井下闭环和旋转导向钻井优点井下闭环带来高质量的井眼轨迹；旋旋转导向避免滑动钻进,降低磨阻,净化井眼；特殊钻井的需要如高难度大位移井。四、旋转（闭环）导向工具国外：广泛进行现场应用的有:BakerHughesAutoTrakSchlumbergerNewPowerdrive*SRDHalliburtonGeopilot国内：西安石油学院付鑫生课题组自1993年起研究闭环旋

5、转钻井系统-XTCS，并研制成样机：井下闭环变径稳定器可控偏心器流场变向器伸出方式数量-绕纵轴绕横轴绕横轴-333翼肋无贴井壁力Powerdr.有有有不旋转套弯角贴井壁力偏心导向原理GeoPilotAutotrakXTCS振动负脉冲-无无有-有有有下传6.5°泥浆不连续-4°~8°4°~8°造斜能力电-液电-液泥浆控制动力不连续连续连续导向过程国内外导向工具比较五、石油工业面临的任务与对钻井的需求增产、增储提高采收率降低吨原油成本六、研究工作进展情况闭环（可控）三维轨迹钻井技术研究1、国家十五_八六三高科技发展计划渤海大油田勘探开发关键技术注：CC

6、TV称为“三维轨迹闭环钻井技术”“三维轨迹闭环钻井技术”是重大专项的关键技术！依靠科技进步实现2100万吨！提高采收率1-5%！CCTV报道2002年6月19日科技部与中国海洋总公司和石化集团公司签订专项合同，宣布项目启动！旋转导向钻井关键技术研究2、中国石油天然气集团公司钻井领域前沿（应用基础）项目九三年来承担的科研课题No.研究项目名称资金来源时间成果情况1井下闭环钻井控制新技术国际合作93.1-93.8发明名称：定向钻井装置2井下闭环控制钻井工具总体设计课题组自筹94流场变向器图纸3井身轨迹制导的智能钻井系统的理论与实验研究编号5947-40

7、03国家自然科学基金1995-1996按时通过验收4可控偏心器研制（课题编号：970507-3）中国石油天然气总公“九五”项目1996.11-98．11通过中评估（等级：A）5井下闭环可变径稳定器研制（课题编号：820-09-01-02B）国家863项目1998.8-2000.102000.11通过科技部820主题办验收6钻井时由地面到井下的通讯通道集团公司中青年创新基金1999.8-2001.82001.3通过集团公司验收7井下闭环旋转导向智能钻井系统控制理论研究国家自然科学基金2001.3-2002.12进行中其中：国家自然科学基金2项；“九五”

8、8631项；教育部1项；集团公司2项；8井下闭环旋转导向智能钻井系统控制理论研究国家教育部优秀青年教师基金项