基于不平衡力测量进行控制的旋转导向钻井系统和方法

摘要

一种导向钻井系统包括可旋转钻柱和主动型稳定器。可旋转钻柱用于连接用来沿一定轨迹钻孔的钻头。主动型稳定器包括主体和连接主体和钻柱的驱动器，其中，主体具有用于接触孔的内壁的外表面，驱动器可驱动钻柱偏离孔的中心一定的位移，以改变钻孔方向。该导向钻井系统还包括分别用来测量方向参数和不平衡参数的方向参数测量模块和不平衡参数测量模块、以及用来基于测得的方向参数和不平衡参数来控制钻孔轨迹的控制器。其中，方向参数包括孔的倾斜角和方位角中的至少一个，不平衡参数包括钻头附近的一测量位置的侧向力、弯矩和转矩中的至少一个，控制器包括估算器，用来基于测得的方向参数和不平衡参数和这些参数的期望值来计算所述位移所需的调整。