自动垂直钻井系统的研制及应用

摘要

油气井防斜纠斜问题是钻井过程中普遍存在但一直未能有效彻底解决的难题之一.西部钻探钻井工程技术研究院历经数年攻关,突破了多项技术瓶颈,研发出了具有自主知识产权的自动垂直钻井系统.该系统具有钻井液涡轮发电、井下闭环控制及多数据井下储存地面回放等特点.本文介绍了自动垂直钻井系统的结构原理,阐述了钻井相关配套设备要求，钻具组合应选用侧向力对钻压不敏感的组合，以便为垂钻系统提供稳定的支撑平台，下部结构应保持较大刚性;循环压耗低，尽量满足自动垂直钻井系统对水力参数的要求;钻具组合中应安放减振器，可有效地减少钻进过程中自动垂直钻井系统承受的轴向振动;同时应安放随钻震击器，以提高处理井下复杂的能力。对于PDC钻头，为保证自动垂直钻井系统发挥最好的防斜纠斜效果，最好选用带有侧向切削齿、保径部位较短、冠部形状比较平的PDC钻头。对于牙轮钻头，钢齿牙轮钻头尽量选择在高转速、大钻压下连续工作时间较长的钻头，镶齿牙轮钻头尽量选择带有保径齿的钻头。对钻压、转速一般无特殊要求，在正常设计范围内只需保证钻井液排量满足系统发电机排量要求，即可保证垂钻系统稳定、可靠地工作。对现场应用的情况进行了阐述分析,实践证明,该系统有效实现了智能防斜纠斜,可极大地解放钻压、提高机械钻速,具有广阔的应用前景.