定向鉆井-直井段防斜打直

1、定向鉆井定向鉆井直井直井( (段段) )防斜打直防斜打直第一節(jié)第一節(jié) 直井直井( (段段) )防斜技術(shù)防斜技術(shù)n井斜的危害：井斜的危害： 1 1、在地質(zhì)勘探方面：、在地質(zhì)勘探方面：造成地質(zhì)資料失真；打亂合理的地下井網(wǎng)造成地質(zhì)資料失真；打亂合理的地下井網(wǎng)和開發(fā)方案。和開發(fā)方案。 2 2、在鉆井施工方面：、在鉆井施工方面：惡化鉆柱工作條件；易造成井壁坍塌和卡惡化鉆柱工作條件；易造成井壁坍塌和卡鉆；易造成固井下套管困難和注水泥竄槽；糾斜側(cè)鉆增加成本。鉆；易造成固井下套管困難和注水泥竄槽；糾斜側(cè)鉆增加成本。 3 3、在開發(fā)采油方面：、在開發(fā)采油方面：影響分層開采；影響修井工作；影響采收影響分層開采；影

2、響修井工作；影響采收率（死油區(qū)）。率（死油區(qū)）。 一井斜的原因一井斜的原因 地質(zhì)因素，鉆具因素。地質(zhì)因素，鉆具因素。 ( (一一) )地質(zhì)因素地質(zhì)因素 地層傾斜地層傾斜和和地層可鉆性不均勻性地層可鉆性不均勻性兩個(gè)方面。兩個(gè)方面。 1.1.地層可鉆性的各向異性因素地層可鉆性的各向異性因素 沉積巖特性：沉積巖特性：垂直層面方向的可鉆性高，平行層面方向的垂直層面方向的可鉆性高，平行層面方向的可鉆性低?？摄@性低。 鉆頭總是有向著容易鉆進(jìn)的方向前進(jìn)的趨勢(shì)。鉆頭總是有向著容易鉆進(jìn)的方向前進(jìn)的趨勢(shì)。 地層傾角小于地層傾角小于4545時(shí)，鉆頭偏向垂直地層層面的方向。時(shí)，鉆頭偏向垂直地層層面的方向。 地層傾角超

3、過地層傾角超過6060時(shí)，鉆頭沿著平行地層層面方向下滑，時(shí)，鉆頭沿著平行地層層面方向下滑，地層傾角在地層傾角在45456060之間時(shí)，井斜方向?qū)俨环€(wěn)定狀態(tài)。之間時(shí)，井斜方向?qū)俨环€(wěn)定狀態(tài)。2.2.地層可鉆性的縱向變化地層可鉆性的縱向變化 地層傾斜且軟硬交錯(cuò)，鉆頭偏向垂直地層層面方向。地層傾斜且軟硬交錯(cuò)，鉆頭偏向垂直地層層面方向。軟地層 硬地層 硬地層 軟地層3.3.地層可鉆性的橫向變化地層可鉆性的橫向變化 垂直于鉆頭軸線方向上可鉆性的變化。垂直于鉆頭軸線方向上可鉆性的變化。 如：如：在鉆頭的一側(cè)下面鉆遇溶洞或較疏松的地層，而另一側(cè)則在鉆頭的一側(cè)下面鉆遇溶洞或較疏松的地層，而另一側(cè)則鉆遇較致密的地

4、層。鉆遇較致密的地層。 ( (二二) )鉆具因素鉆具因素 主要因素是主要因素是鉆具的傾斜和彎曲鉆具的傾斜和彎曲。 l引起鉆頭傾斜，在井底形成不對(duì)稱切削。引起鉆頭傾斜，在井底形成不對(duì)稱切削。 l使鉆頭受側(cè)向力的作用，產(chǎn)生側(cè)向切削。使鉆頭受側(cè)向力的作用，產(chǎn)生側(cè)向切削。 “ “底部鉆具組合底部鉆具組合”( Bottom Hole Assembly )( Bottom Hole Assembly )，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱BHABHA。 導(dǎo)致鉆具傾斜和彎曲的原因：導(dǎo)致鉆具傾斜和彎曲的原因： l鉆具和井眼之間有一定間隙。鉆具和井眼之間有一定間隙。 l鉆壓的作用，鉆柱受壓靠近井壁或發(fā)生彎曲。鉆壓的作用，鉆柱受壓靠近井

5、壁或發(fā)生彎曲。 l鉆具本身彎曲；轉(zhuǎn)盤安裝不平、井架安裝不正等。鉆具本身彎曲；轉(zhuǎn)盤安裝不平、井架安裝不正等。 ( (三三) )井眼擴(kuò)大井眼擴(kuò)大 鉆頭在井眼內(nèi)左右移動(dòng)，靠向一側(cè)，鉆頭軸線與井鉆頭在井眼內(nèi)左右移動(dòng)，靠向一側(cè)，鉆頭軸線與井眼軸線不重合，導(dǎo)致井斜。眼軸線不重合，導(dǎo)致井斜。 二防斜打直技術(shù)二防斜打直技術(shù) n常規(guī)防斜糾斜技術(shù)常規(guī)防斜糾斜技術(shù)p滿眼鉆具組合控制井斜滿眼鉆具組合控制井斜p滿眼鉆具組合控制井斜滿眼鉆具組合控制井斜n 偏軸組合防斜打快技術(shù)偏軸組合防斜打快技術(shù)n 導(dǎo)向鉆具防斜打快技術(shù)導(dǎo)向鉆具防斜打快技術(shù)-雙驅(qū)復(fù)合鉆井雙驅(qū)復(fù)合鉆井n 自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)常規(guī)防斜糾斜技術(shù)常規(guī)防

6、斜糾斜技術(shù) 1. 滿眼鉆具組合控制井斜滿眼鉆具組合控制井斜 由鉆具引起井斜的原因可歸結(jié)為：由鉆具引起井斜的原因可歸結(jié)為： 鉆頭對(duì)井底的不對(duì)稱切削；鉆頭對(duì)井底的不對(duì)稱切削； 鉆頭軸線相對(duì)于井眼軸線發(fā)生傾斜；鉆頭軸線相對(duì)于井眼軸線發(fā)生傾斜； 鉆頭上的側(cè)向力導(dǎo)致對(duì)井底的側(cè)向切削。鉆頭上的側(cè)向力導(dǎo)致對(duì)井底的側(cè)向切削。 解決這些問題的方法之一是讓解決這些問題的方法之一是讓鉆具填滿井眼鉆具填滿井眼，即，即滿眼鉆具組合。滿眼鉆具組合。 n基本原理：基本原理： 增大下部鉆具組合的尺寸和剛度，近似增大下部鉆具組合的尺寸和剛度，近似“填滿井眼填滿井眼”，防，防止鉆柱彎曲和傾斜。止鉆柱彎曲和傾斜。 方法：方法：在下

7、部鉆具適當(dāng)位置上安裝在下部鉆具適當(dāng)位置上安裝3 34 4個(gè)扶正器。個(gè)扶正器。 扶正器尺寸：扶正器尺寸：dd=d=dh h-d-ds s=1.0 =1.0 1.6 mm1.6 mm常用的穩(wěn)斜鉆具組合常用的穩(wěn)斜鉆具組合( (滿眼組合滿眼組合) ) 作用：作用： 近扶正器：近扶正器：抵抗側(cè)向力，防止側(cè)向切削和不對(duì)稱切削。抵抗側(cè)向力，防止側(cè)向切削和不對(duì)稱切削。 中扶正器：中扶正器：保證中扶正器與鉆頭之間的鉆柱不發(fā)生彎曲。其安保證中扶正器與鉆頭之間的鉆柱不發(fā)生彎曲。其安 放位置需嚴(yán)格計(jì)算。放位置需嚴(yán)格計(jì)算。 上扶正器：上扶正器：保證鉆具上至少有保證鉆具上至少有3 3個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)與井壁接觸，從而保個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)與井

8、壁接觸，從而保 證井眼的直線性。證井眼的直線性。 第四扶正器：第四扶正器：增大下部鉆柱的剛度，協(xié)助中扶防止鉆柱彎曲。增大下部鉆柱的剛度，協(xié)助中扶防止鉆柱彎曲?！爸蟹鲋蟹觥蔽恢玫挠?jì)算公式位置的計(jì)算公式 根據(jù)等截面梁縱橫彎曲理論中的撓度計(jì)算公式和壓桿穩(wěn)定根據(jù)等截面梁縱橫彎曲理論中的撓度計(jì)算公式和壓桿穩(wěn)定的臨界載荷計(jì)算公式，并進(jìn)行處理求導(dǎo)可得最優(yōu)位置：的臨界載荷計(jì)算公式，并進(jìn)行處理求導(dǎo)可得最優(yōu)位置： L Lp p - -中扶距鉆頭的最優(yōu)長(zhǎng)度，中扶距鉆頭的最優(yōu)長(zhǎng)度，m m ； C-C-扶正器與井眼的半間隙，扶正器與井眼的半間隙，C=(dC=(dh h-d-ds s)/2 )/2 ，m m ； d dh

9、 h井眼直徑，井眼直徑，m m ；d dm m扶正器外徑，扶正器外徑，m m ； E-E-鉆鋌鋼材的楊氏模量，鉆鋌鋼材的楊氏模量，kN/mkN/m2 2 ； J-J-鉆鋌截面的軸慣性矩，鉆鋌截面的軸慣性矩，m m4 4 ； q qm m-鉆鋌在鉆井液中的線重，鉆鋌在鉆井液中的線重，kN/mkN/m ； -允許的最大井斜角，允許的最大井斜角，( () ) 。 4sin16mqJECpL64)(44cicoddJ例題：例題： 已知鉆頭直徑已知鉆頭直徑216mm216mm ，扶正器直徑，扶正器直徑215mm215mm ，鉆鋌鋼材，鉆鋌鋼材的楊氏模量為的楊氏模量為2.05942.059410108 8

10、kN/mkN/m2 2 ，鉆鋌外徑，鉆鋌外徑178mm 178mm ，內(nèi)徑，內(nèi)徑71.4mm71.4mm ，鉆井液密度，鉆井液密度1.25 g/cm1.25 g/cm3 3 ，鉆鋌線重，鉆鋌線重1.6 kN/m1.6 kN/m ，允許，允許的最大井斜角的最大井斜角3 3，求中扶距鉆頭的最優(yōu)長(zhǎng)度。，求中扶距鉆頭的最優(yōu)長(zhǎng)度。 解：解：根據(jù)給定條件，可求得：根據(jù)給定條件，可求得： J =J = （d dcoco4 4-d-dcici4 4）/64 = 0.48/64 = 0.481010-4-4 m m4 4 , , q qm m =1.6=1.6（1-1- d d/ / s s）= 1.34 kN

11、/m= 1.34 kN/m , , c = c =（d dh h-d-ds s）/2 = 0.0005 m /2 = 0.0005 m L Lp p = (16C = (16CE EJ)/(QJ)/(Qm msin)sin)0.250.25 = 5.789 m = 5.789 m 。滿眼鉆具組合的使用滿眼鉆具組合的使用 (1)(1)只能控制井眼曲率，不能控制井斜角的大小。不能糾斜。只能控制井眼曲率，不能控制井斜角的大小。不能糾斜。 (2)“(2)“以快保滿，以滿保直以快保滿，以滿保直”。間隙對(duì)滿眼鉆具組合性能影響顯。間隙對(duì)滿眼鉆具組合性能影響顯著。設(shè)計(jì)間隙一般為著。設(shè)計(jì)間隙一般為dd=d=dh

12、 h-d-ds s=0.8=0.81.6mm1.6mm。當(dāng)間隙當(dāng)間隙dd達(dá)達(dá)到或超過兩倍的設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換或修復(fù)扶正器。在井到或超過兩倍的設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換或修復(fù)扶正器。在井徑擴(kuò)大井段不適用。要搶在井徑擴(kuò)大以前鉆出新的井眼。徑擴(kuò)大井段不適用。要搶在井徑擴(kuò)大以前鉆出新的井眼。 (3)(3)不宜在井眼曲率大的井段使用。防止卡鉆。不宜在井眼曲率大的井段使用。防止卡鉆。 (4)(4)在鉆進(jìn)軟硬交錯(cuò)，或傾角較大的地層時(shí)，要注意適當(dāng)減小鉆在鉆進(jìn)軟硬交錯(cuò)，或傾角較大的地層時(shí)，要注意適當(dāng)減小鉆壓，勤劃眼，以便消除可能出現(xiàn)的壓，勤劃眼，以便消除可能出現(xiàn)的“狗腿狗腿”。 (5)(5)為了發(fā)揮滿眼鉆具的防斜作

13、用，在鉆具上至少要有為了發(fā)揮滿眼鉆具的防斜作用，在鉆具上至少要有3 3個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)。個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)。即：至少要安放即：至少要安放3 3個(gè)穩(wěn)定器。個(gè)穩(wěn)定器。2.2.鐘擺鉆具組合控制井斜鐘擺鉆具組合控制井斜 鐘擺鉆具組合的原理鐘擺鉆具組合的原理 在下部鉆柱的適當(dāng)位置安裝一個(gè)扶正器，當(dāng)發(fā)生井斜時(shí)，在下部鉆柱的適當(dāng)位置安裝一個(gè)扶正器，當(dāng)發(fā)生井斜時(shí)，該扶正器支撐在井壁上形成支點(diǎn)，使下部鉆柱懸空。則該扶正該扶正器支撐在井壁上形成支點(diǎn)，使下部鉆柱懸空。則該扶正器以下的鉆器以下的鉆 柱就好象一個(gè)柱就好象一個(gè) 鐘擺，產(chǎn)生一鐘擺，產(chǎn)生一 個(gè)鐘擺力。鉆個(gè)鐘擺力。鉆 頭在此鐘擺力頭在此鐘擺力 的作用下切削的作用下切削 下井壁。

14、從而下井壁。從而 使新鉆的井眼使新鉆的井眼 不斷降斜。不斷降斜。 常見的幾種鐘擺鉆具常見的幾種鐘擺鉆具鐘擺鉆具組合設(shè)計(jì)鐘擺鉆具組合設(shè)計(jì) 鉆頭上的鐘擺力：鉆頭上的鐘擺力： 可產(chǎn)生最大鐘擺力的最優(yōu)扶正器安放位置計(jì)算：可產(chǎn)生最大鐘擺力的最優(yōu)扶正器安放位置計(jì)算： W-W-鉆壓，鉆壓，kNkN； d dh h-井徑，井徑，m m； d dc c- -鉆鋌直徑，鉆鋌直徑，m m。 考慮到扶正器磨損和考慮到扶正器磨損和 井徑擴(kuò)大，使用距離比計(jì)井徑擴(kuò)大，使用距離比計(jì) 算距離適當(dāng)減小。算距離適當(dāng)減小。 L LS S= =（0.9 0.9 0.950.95）L Lz z sin21zmdLqF 222246 .1

15、8404.82sin2chddmABACBzrrJECrWBqAL 鐘擺鉆具組合的使用鐘擺鉆具組合的使用 p多數(shù)用于井斜角較大的井糾斜。直井內(nèi)無防斜作用多數(shù)用于井斜角較大的井糾斜。直井內(nèi)無防斜作用. . p其性能對(duì)鉆壓特別敏感。鉆壓增大，則增斜力增大，鐘擺其性能對(duì)鉆壓特別敏感。鉆壓增大，則增斜力增大，鐘擺力減小。使用時(shí)必須嚴(yán)格控制鉆壓。力減小。使用時(shí)必須嚴(yán)格控制鉆壓。 p只能使用小鉆壓只能使用小鉆壓“吊打吊打”。如果使用大鉆壓。如果使用大鉆壓, ,可能形成新的可能形成新的支點(diǎn)。應(yīng)在降斜過程開始吊打支點(diǎn)。應(yīng)在降斜過程開始吊打20m.20m.p不能有效控制井眼曲率，易形成不能有效控制井眼曲率，易形

16、成“狗腿狗腿”。 p間隙對(duì)鐘擺鉆具組合性能的影響比較明顯。間隙對(duì)鐘擺鉆具組合性能的影響比較明顯。3.3.其它常規(guī)防斜斜技術(shù)其它常規(guī)防斜斜技術(shù) 塔式鉆具（鐘擺原理）。塔式鉆具（鐘擺原理）。 偏心鉆鋌（形成公轉(zhuǎn)和鐘擺力）。偏心鉆鋌（形成公轉(zhuǎn)和鐘擺力）。 方鉆鋌（滿眼鉆具原理）。方鉆鋌（滿眼鉆具原理）。 鉆鋌偏心短節(jié)（形成鉆鋌公轉(zhuǎn)）。鉆鋌偏心短節(jié)（形成鉆鋌公轉(zhuǎn)）。 =傳統(tǒng)思想 減壓吊打，以犧牲機(jī)械鉆速來換取直井的井身質(zhì)量，導(dǎo)致井越鉆越慢研究思想=新認(rèn)識(shí) 加大鉆壓，使下部鉆具由自轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的公轉(zhuǎn)回旋運(yùn)動(dòng)，鉆頭均勻切削地層，克服地層的造斜，實(shí)現(xiàn)既能使井打直，又能打快，達(dá)到防斜與打快的統(tǒng)一。弓形回旋，以穩(wěn)

17、求降。 偏軸組合防斜打快技術(shù)偏軸組合防斜打快技術(shù)組合的原理圖偏軸組合示意圖偏軸組合示意圖 組合的工作原理n組合在井底形成穩(wěn)定的公轉(zhuǎn)回旋，鉆頭均勻切削井壁四周，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)斜。n該組合可加大鉆壓和使用高轉(zhuǎn)速，且在一定鉆壓范圍內(nèi)鉆壓越高，鉆速越快，降斜效果越好。實(shí)踐證明，該組合具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可減少井下事故等。偏軸接頭鉆桿鉆鋌偏軸接頭鉆鋌鉆頭偏心距偏軸接頭示意圖、連接位置 偏軸鉆具組合為：(1) 444.5mm鉆頭 + 228.6mm鉆鋌 x 1根 + 265mm偏軸接頭(偏心距30mm) + 228.6mm鉆鋌 x 2根 + 203.2mm鉆鋌 x 3根 + 232mm懸浮器 + 203.2m

18、m鉆鋌 x 11根 + 203.2mm隨鉆震擊器 + 203.2mm鉆鋌 x 3根 + 127mm加重鉆桿 x 15根 + 127mm鉆桿(2) 311.1mm鉆頭 + 228.6mm鉆鋌 x 1根 + 252mm偏軸接頭(偏心距24mm) + 228.6mm鉆鋌 x 2根 + 203.2mm鉆鋌 x 3根 + 232mm懸浮器 + 203.2mm鉆鋌 x 11根 + 203.2mm隨鉆震擊器 + 203.2mm鉆鋌 x 3根 + 127mm加重鉆桿 x 15根 + 127mm鉆桿在依南5井中的應(yīng)用 依南5井是塔里木盆地庫車坳陷克-依構(gòu)造帶東段依南斷鼻構(gòu)造上的一口預(yù)探井，實(shí)際井深5030米，海

19、撥1843米，地層傾角55-65，地質(zhì)條件復(fù)雜，易產(chǎn)生井斜，影響鉆井效率。表1為依南5井常規(guī)鐘擺鉆具組合與偏軸鉆具組合使用對(duì)比情況。表1井眼尺寸（mm）鉆具組合使用井段m 鉆壓kN 轉(zhuǎn)速rpm 機(jī)械鉆速m/h 井斜()地層傾角() 444.5鐘擺 102.5-922 14085 3.92 4.72/825 55-65 -97580902.534.68/900-102660901.154.12/1000444.5偏軸1026-1098180802.404.01/1075偏軸1098-1290200802.443.5/1250偏軸073.15/1350在克孜1井中的應(yīng)用井

20、眼尺寸（mm）鉆具組合使用井段m 鉆壓kN 轉(zhuǎn)速rpm 機(jī)械鉆速m/h 井斜()地層傾角() 311.15 鐘擺 2030-2160.5 80 70 0.75 6.64/18757.21/20005.66/215050-70 偏軸2160.5-2229.7 160 70 1.85 5.23/21755.20/2200 克孜克孜-1井是塔里木盆地庫車坳陷克依構(gòu)造帶克孜勒努井是塔里木盆地庫車坳陷克依構(gòu)造帶克孜勒努爾背斜高點(diǎn)上的一口預(yù)探井，實(shí)際井深爾背斜高點(diǎn)上的一口預(yù)探井，實(shí)際井深4446米，海撥米，海撥1940米，地層傾角米，地層傾角50-70，是易斜的一口復(fù)雜井。，是易斜的一口復(fù)雜井。 自動(dòng)垂直

21、鉆井系統(tǒng)自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)國際上已商業(yè)化的導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)國際上已商業(yè)化的導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)1 1、VDSVDS自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng) 20世紀(jì)90年代初德國KTB項(xiàng)目組與Eastman Teleo公司聯(lián)合開發(fā)研制2 2、SDDSDD自動(dòng)直井鉆井系統(tǒng)自動(dòng)直井鉆井系統(tǒng) AGIP公司與Baker HughesInteq公司合作在VDS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)研 制。近來又研制了VertiTrak 閉環(huán)直井鉆井系統(tǒng) 3 3、ADDADD自動(dòng)定向鉆井系統(tǒng)自動(dòng)定向鉆井系統(tǒng) 1991年美國能源部資助研制，目前已達(dá)到商業(yè)應(yīng)用階段。4 4、AGSAGS和和Geo-PilotGeo-Pilot旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向自動(dòng)鉆井系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向

22、自動(dòng)鉆井系統(tǒng) Sperry-sun公司1993年研制了AGS；1999年又推出新一代的Geo-Pilot 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向自動(dòng)鉆井系統(tǒng)。5 5、RCLSRCLS旋轉(zhuǎn)閉環(huán)自動(dòng)鉆井系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)閉環(huán)自動(dòng)鉆井系統(tǒng) AGIP公司與Baker Hughes Inteq公司合作研制，注冊(cè)為AutoTrak6 6、SRDSRD全旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向自動(dòng)鉆井系統(tǒng)全旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向自動(dòng)鉆井系統(tǒng) Camco公司研制，與Schlumberger的Anadrill公司合并后，SRD系統(tǒng) 注冊(cè)為PowerDrivePowerDrive斯倫貝謝旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)PowerDrive家族： PowerV旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向垂直鉆井系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向垂直鉆井系統(tǒng) PD Xtra定向

23、井/水平井旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng) PD Vortex與泥漿馬達(dá)一體化的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng) PD X5帶有方位伽瑪測(cè)井水平井旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng) PD Exceed適用于造斜比較困難地層的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng) 井眼范圍井眼范圍：5 7/8“18 ”u斯倫貝謝旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向家族斯倫貝謝旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向家族以以PowerV 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向垂直鉆井系統(tǒng)為例旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向垂直鉆井系統(tǒng)為例uPowerV 的特點(diǎn)的特點(diǎn) 鉆具旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行糾斜鉆具旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行糾斜 (不需滑動(dòng)鉆進(jìn)不需滑動(dòng)鉆進(jìn)) 主動(dòng)防斜！主動(dòng)防斜！ 在鉆進(jìn)時(shí)自動(dòng)感應(yīng)井斜，并進(jìn)行自動(dòng)化糾斜，無線控在鉆進(jìn)時(shí)自動(dòng)感應(yīng)井斜，并進(jìn)行自動(dòng)化糾斜，無線控制制 所有部件都旋轉(zhuǎn)所有部件都旋轉(zhuǎn) “Everything Rot

24、ates” 減少摩擦力和阻力減少摩擦力和阻力 (鉆壓和扭矩傳輸更有效鉆壓和扭矩傳輸更有效) 降低卡鉆風(fēng)險(xiǎn)降低卡鉆風(fēng)險(xiǎn) 井眼更平滑井眼更平滑 (低狗腿度低狗腿度) 減少井眼凈化問題減少井眼凈化問題 最大限度提高鉆速最大限度提高鉆速 解放鉆壓解放鉆壓, 正常鉆進(jìn)提高鉆速正常鉆進(jìn)提高鉆速 可以劃眼和倒劃眼可以劃眼和倒劃眼提高井身質(zhì)量，降低每米成本提高井身質(zhì)量，降低每米成本PowerV 整體實(shí)效圖整體實(shí)效圖Bias Unit機(jī)械偏置單元機(jī)械偏置單元Control Unit電子控制單元電子控制單元Bias UnitSteering Actuator Pad渦渦 輪輪 渦渦 輪輪 Control Unit

25、各種傳感器及電子控制板各種傳感器及電子控制板PowerV 整體組合示意圖整體組合示意圖 l上上/下轉(zhuǎn)子、上下轉(zhuǎn)子、上/下扭矩儀、下扭矩儀、l陀螺、傳感器模塊組、陀螺、傳感器模塊組、l通訊控制模塊組、存儲(chǔ)器通訊控制模塊組、存儲(chǔ)器l控制引鞋、控制引鞋、l發(fā)射天線等發(fā)射天線等u三個(gè)推力扳及活塞、三個(gè)推力扳及活塞、u控制閥、控制軸、控制閥、控制軸、u泥漿分流器、泥漿分流器、u泥漿導(dǎo)向器、泥漿導(dǎo)向器、PowerV 機(jī)械偏置單元機(jī)械偏置單元BU PowerV 入井前實(shí)際照片入井前實(shí)際照片PowerV 推力扳推力扳 伸伸/縮縮 示意圖示意圖Pad 開開Pad 關(guān)關(guān)PowerV 降斜原理降斜原理推力扳Pad伸

26、出， 推頂上井壁 從而使鉆頭產(chǎn)生一個(gè)指向下井壁的側(cè)向力 扶正器支點(diǎn) PowerV 的導(dǎo)向控制閥的導(dǎo)向控制閥Disk Valve控制軸控制軸PowerV 的電子控制單元的電子控制單元CUPowerV 的電子控制單元的電子控制單元CU工作原理工作原理 入井后，開泵，入井后，開泵，CU測(cè)出井底井斜角和方位角。地面測(cè)出井底井斜角和方位角。地面工程師根據(jù)需要，按照一定的時(shí)間編排方式，在不工程師根據(jù)需要，按照一定的時(shí)間編排方式，在不同的時(shí)間開不同的工作排量，就把指令傳遞給同的時(shí)間開不同的工作排量，就把指令傳遞給CU，CU接到指令后，通過控制軸控制接到指令后，通過控制軸控制BU，使，使BU的三個(gè)的三個(gè)導(dǎo)向推

27、塊均在轉(zhuǎn)動(dòng)到該方位時(shí)有導(dǎo)向推塊均在轉(zhuǎn)動(dòng)到該方位時(shí)有2-5%鉆井液從導(dǎo)流鉆井液從導(dǎo)流閥孔沖出，推動(dòng)該方位的導(dǎo)向推塊打向井壁，對(duì)鉆閥孔沖出，推動(dòng)該方位的導(dǎo)向推塊打向井壁，對(duì)鉆頭產(chǎn)生側(cè)向力，達(dá)到增斜、降斜或扭方位等目的。頭產(chǎn)生側(cè)向力，達(dá)到增斜、降斜或扭方位等目的。指令不同，導(dǎo)向推塊伸出的機(jī)率不同。增加泵排量，指令不同，導(dǎo)向推塊伸出的機(jī)率不同。增加泵排量，可提高導(dǎo)向推塊打向井壁的力量，但不能超過最大可提高導(dǎo)向推塊打向井壁的力量，但不能超過最大允許排量。允許排量。工作原理工作原理 POWER V的鉆進(jìn)周期可以設(shè)定，常規(guī)設(shè)定為的鉆進(jìn)周期可以設(shè)定，常規(guī)設(shè)定為3min(180s)或或5min(180s),即每

28、即每3min或或5min儀器重復(fù)儀器重復(fù)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的工作過程。如實(shí)現(xiàn)預(yù)定的工作過程。如180/60%的設(shè)定，以鉆進(jìn)周期的設(shè)定，以鉆進(jìn)周期3min(180s)為例，在為例，在18060%=108s內(nèi)，儀器以內(nèi)，儀器以180的工具面工作的工具面工作(降斜降斜)，其余在，其余在18040%=72s內(nèi)工具面內(nèi)工具面是隨鉆具旋轉(zhuǎn)的；如是隨鉆具旋轉(zhuǎn)的；如180/100%的設(shè)定，儀器在的設(shè)定，儀器在180s內(nèi)內(nèi)工具面始終保持為工具面始終保持為180工作工作(降斜降斜)。180s后進(jìn)入下一周后進(jìn)入下一周期，又重復(fù)上一過程，依此類推，即在整個(gè)鉆進(jìn)過程中期，又重復(fù)上一過程，依此類推，即在整個(gè)鉆進(jìn)過程中POWER V

29、始終保持始終保持180的工具面工作。的工具面工作。PowerV 鉆具組合隨鉆震擊器鉆頭BUPowerV的偏置單元鉆鋌CUPowerV的控制單元扶正器鉆井參數(shù)鉆井參數(shù)鉆壓鉆壓 36噸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 65-200轉(zhuǎn)/分排量排量 38-76 升/秒PowerV 實(shí)例實(shí)例: 塔里木克拉塔里木克拉2氣田氣田井號(hào)井號(hào)井段井段 (米米)進(jìn)尺進(jìn)尺 (米米)純鉆時(shí)間純鉆時(shí)間 (小時(shí)小時(shí))平均鉆速平均鉆速 (米米/小時(shí)小時(shí))鉆速提高鉆速提高 (%)周期周期 (天天)周期提前周期提前 (%)KL-205 (鄰井鄰井)148 - 2596244014891.5-96-KL2-3350 - 26752325764.23.0103%6532%KL2-7302 - 291926171017.162.672%6334%KL2-8344 - 23291954258.167.6405%2475%KL2-7 井井/Well PowerV 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/Data012345678910111213141516171819202122232425302424541683817959109512361594173518782067.252163.432233.972828深度深度/depth鉆速鉆速/鉆壓鉆壓/井斜井斜/ROP/WOB/Inc鉆速鉆速/ROP鉆壓鉆壓/