旋转导向

摘要： 莺歌海盆地B区块高温高压气田采用丛式井开发,表层槽口密集、井眼尺寸大,导致井眼防碰问题突出。该区块主要目的层黄流组的地层最高温度接近190°C,压力系数达到2.0,对井下导向工具的耐高温性能构成考验。同时高温高压条件下的钻井液具有高相对密度、高固相等特点,造成钻进期间不仅摩阻扭矩大而且机械钻速低、轨迹控制困难。为此,针对性采取了表层小井眼扩眼技术,使用耐高温旋转导向钻具配合扭冲提速工具,优化井眼轨迹,采取有效降温措施,形成了适应该区域高温高压气田定向钻井关键技术,现场应用表明:①表层Ø660.4 mm井段利用小井眼扩眼技术,降低了高温高压丛式井表层槽口密集、井眼尺寸大引起的防碰风险;②对目的层使用高温旋转导向钻具配合提速工具,解决了钻进中的“拖压”现象,提高了钻井时效;③优化井眼轨迹、采取有效降温措施,降低了钻进过程中的摩阻扭矩,提升了工具稳定性。结论认为该套相关技术不仅有效降低了表层防碰风险,也同时将该区域高温高压目的层的钻井时效提升至30%以上。

摘要： 阜东5井区油藏是典型的强水敏性河道砂体油藏,目的层头屯河组为“泥包砂”结构,黏土矿物含量高达27%~31%,其中蒙脱石含量高达56%~82%,为强水敏性地层。因水敏性较强,在钻井过程中对井壁稳定性要求较高,岩层蒙脱石含量高遇水易水化膨胀造成井壁剥蚀掉块或坍塌,改变泥岩整体强度,引发井壁失稳。前期应用水基钻井液,泥岩遇水易膨胀,易坍塌,卡钻,造成多次回填侧钻等钻井复杂情况。通过油基钻井液技术、井眼清洁技术、钻井参数实时优化分析技术以及管柱安全下入技术解决了制约阜东5井区强水敏性河道砂体油藏水平井钻井技术难题。对加快水敏性河道砂体油藏高效评价、规模开发具有一定借鉴意义。

摘要： 开发一套针对旋转导向钻井工具推靠力的标定装置。以旋转导向钻井工具导向机构的力学分析和理论研究为基础,结合工具自身的结构尺寸,设计了一套用于导向力标定的装置。在标定装置的结构设计中,通过Solidworks软件对标定装置的各零部件进行机械结构设计和三维实体建模,并通过ABAQUS有限元软件对标定装置主要部件的受力情况进行分析,验证了标定装置的强度是否符合设计要求。在标定装置的功能设计中,通过在支撑架上安装相应压力传感器以及不同尺寸的固定工具,能够实现直径不同的两种钻井工具的标定,并通过测试系统得到导向机构推靠力的大小以及方向。通过模拟计算及实验证明旋转导向钻井工具标定装置结构合理,测试精度能够完成对旋转导向钻井工具的标定工作。

摘要： 渤海A油田油藏埋深浅,主力油层主要位于上第三系地层的明化镇组、馆陶组地层,主要采用水平井方式进行开发。鉴于油藏特点,该油田钻井工程普遍存在连续造斜率高、水垂比大的特点,轨迹复杂,常规马达动力钻具无法满足轨迹控制要求,因此多使用旋转导向钻井工具。但是相比较马达钻具,旋转导向受转速限制,钻速受限,钻井时效偏低。况且,海上油田钻井平台综合日费高昂,在这种情况下,将马达动力钻具与旋转导向工具优势相结合,着力提高机械钻速,缩短钻井周期,对于提质增效就更加重要。为解决上述问题,A油田根据自身情况,应用模块马达配合旋转导向技术,机械钻速和钻井时效获得显著提高,因此文章对模块马达在A油田钻井中的应用进行研究分析,并为该工具推广使用提供对比依据和可行性建议。

摘要： 旋转导向钻井技术是目前最先进的钻井技术,为了提高导向钻井工具中驱动器的散热能力,设计了一种新型的电子仓散热结构并用Soildworks实现。该结构采用贴合圆形电子仓的散热基板和肋片状外壁面结合的方式,仅依靠钻井液的循环作为冷却液进行自发散热,相比于内置热管或风扇进行强迫散热的方式,该结构更加经济可靠。导入ANSYS中进行流固热耦合的仿真分析的方式确定此散热结构下驱动器的安全工作范围,即环空处钻井液的最高温度,适用流速以及黏度。所设计的散热机构为解决导向钻具内发热元件的散热问题提供了一条新的途径。

摘要： 针对苏里格气田致密气藏超长水平段水平井钻井完井过程中循环泵压高、摩阻扭矩大、机械钻速低、井眼清洁困难、完井套管柱下入困难等问题,分析了超长水平段水平井钻井完井技术难点,进行了高效钻具和钻井设备优化配置、井眼轨道设计和井眼轨迹控制、水平段钻井提速和清洁,以及旋转导向钻井、强抑制润滑性水基钻井液和"旋转引鞋+套管"漂浮下入等技术研究,形成了苏里格致密气藏超长水平段水平井钻井完井关键技术。现场试验2口井,平均井深7 027 m,平均水平段长3 719.5 m,钻井周期50.93 d,取得了很好的效果。其中,靖50-26H1井完钻井深7 388 m,水平段长4 118 m,创造了当时长庆油田井深最深和国内陆上油气井水平段最长2项纪录。研究与试验结果表明,该技术可为苏里格致密气藏高效勘探开发提供技术支撑,也可为国内致密气超长水平段水平井安全高效钻井完井提供借鉴。

摘要： 利用顺煤层、顶板高位钻孔抽采煤层气是当前煤矿井下煤层气综合治理最直接、有效的方法。提高定向钻孔钻进速度和起伏变化大、薄厚不均煤层中的钻遇率,降低施工人员劳动强度,提高钻孔事故预防能力,适应煤矿智能化发展需求,满足煤矿井下长距离定向钻孔施工的智能化钻进装备是当前煤矿井下钻探领域亟待解决的重要问题。基于地质导向和旋转导向钻进施工对钻机精确控制的实际需求,以及煤矿智能化发展的迫切需要,提出了基于防爆电液控制技术的煤矿井下长距离定向钻进装备自动化控制和分体紧凑布局设计的集成化解决方案。重点解决总体紧凑布局设计、关键执行部件设计、自动装卸钻杆技术、防爆电液控制技术、大流量泥浆泵单元设计等设计和技术。研制的ZDY25000LDK智能化定向钻进装备,实现了长距离定向钻进施工过程中自动化装卸钻杆控制、智能化定向钻进施工、参数实时监测以及典型故障智能诊断与预警等功能,使定向钻进装备的智能化水平得到全面提升,为旋转导向和地质导向施工,以及“以孔代巷”大直径定向钻孔高效施工提供了可靠装备保障。

摘要： 针对克深膏盐岩地层造斜段事故风险高、扩眼施工难度大的问题,创新提出了扩眼器+旋转导向组合模式,并在克深X区块Y井膏盐岩造斜段成功应用,有效克服了常规钻井工具事故风险高、钻井效率低的问题。并对Rhino XS 9250扩眼器和PowerDrive X6旋转导向工具的结构和协同工作原理做了完整介绍,详细介绍了该技术的工艺措施和现场应用效果。该技术不仅在克深区域膏岩地层的造斜段施工具有较高的实用性,也为深井、超深井扩眼和复杂地层钻井作业提供了一种新方法。

摘要： 四川页岩气大面积的开发,施工中采用的旋转导向工具全部为进口工具,且数量有限,市场供不应求,导致旋转导向工具紧缺。龙马溪地层复杂,卡钻事故时有发现,导致旋导工具进一步减少,常规施工井占比相应增加,但常规导向施工钻井周期较长,机械钻速低,常规导向施工如何提高机械钻速、缩短周期是加快页岩气开发的重要手段之一。

摘要： 中国石化石油工程技术研究院测录井研究所(井下智能控制研究中心)是面向测井、录井、定向井等领域,集科技攻关、仪器研发与推广应用于一体的高科技研究单位。测录井研究所以“面向国家能源重大需求,担当国家战略科技力量”为使命,以精准钻井和智能化评价为主线,打造了一批特色技术及产品。精准钻井技术系列包括:近钻头伽马成像、随钻电阻率成像、175°C MWD、电磁波传输MWD、低成本旋转导向、地质导向软件等产品。

摘要： 本文总结了"十一五"期间国家863课题"旋转导向可控偏心器工程化技术研究"所开展的研究工作的技术进展情况,该项课题研究自"十五"以来取得了三大技术突破:一是在井下工具的测控原理和方法上取得了突破;二是在定位总成的设计原理和技术上取得突破;三是在偏心稳定器获得尽可能大的侧向力的研究和设计上取得突破.经过课题组的潜心研究,最终形成了一套旋转导向钻井工具系统,而且经过下井实验20次,取得了最大造斜能力达6.73°/30m的成绩.并且经历了长庆、四川、渤海3个地区不同类型的井眼轨迹的实钻检验,为我国自行研制旋转导向工具取得了宝贵的经验和重要的技术进展.同时也为在"十二五"期间继续努力研发我国自主知识产权的旋转导向钻井工具奠定了坚实的基础,这对于我国自主创新,开拓国产旋转导向工具和石油技术服务市场具有十分深远的历史意义.

摘要： 为了实现旋转导向钻井工具井下闭环控制,设计出基于嵌入式系统和PID算法的控制器.文章分析了旋转导向钻井工具的总体设计、软硬件设计和算法开发的相关内容.经室内测试和现场应用表明,该井下闭环控制系统,设计科学,性能优越,控制效果好,能够满足旋转导向钻井工具井下闭环控制的要求.

摘要： 研制的可控偏心器旋转导向钻井工具主要由驱动轴,导向机构、定位总成、测控单元、轴承支撑系统等部分组成.该工具通过偏心执行机构--导向机构来实现井眼轨迹的控制.导向机构由3个互成120°角的翼肋及液缸组成,3个翼肋的伸出量在钻具的相应位置形成1个偏心位移矢量,使可控偏心器偏离井眼中心线,形成1个等效弯接头,通过调整3个翼肋的偏心位移矢量,可形成不同的工具面角和弯接头弯角.现场试验证明,该工具的工作原理可行,满足旋转导向钻井井眼轨迹的控制要求.

摘要： 本文对地面控制旋转导向钻井系统进行了研究。文章围绕导向钻井技术的发展、RNDS系统的组成、结构原理、工作原理、RNDS系统的特点等进行了论述。

摘要： 底部钻具组合(BHA)的稳定性分析对于提高钻井效率、保障钻井安全具有重要的现实意义.采用动静法将离心惯性力引入到梁方程中,求解在给定边界挠度和角度条件下的梁受力和变形解,从而建立了考虑旋转和轴力的梁单元方程.通过单元组装建立系统方程,采用拉氏乘子法建立约束,并推导了几类基本约束和载荷的方程和广义力.采用嵌套式牛顿迭代法求解BHA力学方程.研究了受均匀变化的轴力作用的梁的稳定性,论证了本文提出方法的准确性,证明了单元划分的收敛性.最后研究了某指向式旋转导向工具的BHA稳定性,得到了其稳定工作允许的最大转速.

摘要： 彭水区块是中石化页岩气重点开发区,资源量十分丰富,开发潜力巨大,但是该区块钻井过程中遇到地层漏失严重、岩石可钻性差、地层倾角大等一系列难题.针对这些钻井难题,本文从井身结构优化、钻井方式优选、钻头优选、旋转导向技术等方面进行了研究.现场应用效果表明:上部地层应用泡沫钻井能大大提高钻井速度,平均机械钻速达到6.11m/h,比常规泥浆钻井提高一倍以上,同时完全解决了井漏问题;水平段采用旋转导向技术能显著提高钻速,平均钻速为7.44m/h,井眼轨迹光滑,狗腿角基本上在5°/30m以下.通过本文的研究,形成了一套针对彭水区块的钻井技术,对于区块后期开发具有指导意义.

摘要： 本文内容涉及井下闭环旋转导向智能钻井系统中的从地面向井下的信息传输通道。提出了一种新的传输方法，即利用一个动态加速度传感器代替两个压力传感器，来敏感地面泥浆泵的各种操作，进而解码得到地面下传的指令。在测量方法的指导下，设计了下井仪器，进行了多个井次的室内和下井试验，试验得到的数据显示出井下传感器接收信号与地面不同操作之间的对应关系，从而证实了新的测量方法的正确性。

摘要： 川东北油气资源丰富，为中石化重点勘探开发区域，具有典型的“三高”特性。由于地理环境限制，布井以大斜度定向井和水平井为主。定向井钻井面临的最突出难题是钻井速度慢、轨迹控制难度大、钻井成本高。文章针对钻井瓶颈问题，统筹考虑三压力剖面和钻井复杂问题，开展四开制井身结构试验。在此基础上以优快钻井为目标，对井身剖面设计、轨迹控制技术、钻井液技术以及定向钻井配套技术进行系统研究，初步形成适合于河坝地区的大斜度定向井钻井技术。成功试验3口井，在钻井提速、轨迹控制和降本增效方面取得了良好的效果。

摘要： 川东北油气资源丰富，为中石化重点勘探开发区域，具有典型的“三高”特性。由于地理环境限制，布井以大斜度定向井和水平井为主。定向井钻井面临的最突出难题是钻井速度慢、轨迹控制难度大、钻井成本高。文章针对钻井瓶颈问题，统筹考虑三压力剖面和钻井复杂问题，开展四开制井身结构试验。在此基础上以优快钻井为目标，对井身剖面设计、轨迹控制技术、钻井液技术以及定向钻井配套技术进行系统研究，初步形成适合于河坝地区的大斜度定向井钻井技术。成功试验3口井，在钻井提速、轨迹控制和降本增效方面取得了良好的效果。

摘要： 川东北油气资源丰富，为中石化重点勘探开发区域，具有典型的“三高”特性。由于地理环境限制，布井以大斜度定向井和水平井为主。定向井钻井面临的最突出难题是钻井速度慢、轨迹控制难度大、钻井成本高。文章针对钻井瓶颈问题，统筹考虑三压力剖面和钻井复杂问题，开展四开制井身结构试验。在此基础上以优快钻井为目标，对井身剖面设计、轨迹控制技术、钻井液技术以及定向钻井配套技术进行系统研究，初步形成适合于河坝地区的大斜度定向井钻井技术。成功试验3口井，在钻井提速、轨迹控制和降本增效方面取得了良好的效果。

摘要： 本申请提供了一种用于旋转导向装置的执行机构及其旋转导向装置，其中，执行机构包括主动阀芯、从动阀芯、第一空腔、第二空腔和高压泥浆驱动通道；第一空腔包括与低压泥浆连通的第一低压口，第一空腔还包括与高压泥浆连通的第一高压口，主动阀芯可选择的开闭第一低压口和第一高压口以调节第一空腔中的压力，从动阀芯两侧分别与第一空腔和第二空腔毗邻，从动阀芯响应于第一空腔和第二空腔之间的压差而移动，从动阀芯与高压泥浆驱动通道连接，高压泥浆驱动通道响应于从动阀芯的移动在打开状态和关闭状态之间进行切换。本申请执行机构通过主动阀芯与从动阀芯的联动作用，能够提高响应速度的基础上，还能有效降低系统功耗。

摘要： 一种钻井用旋转导向系统和旋转导向执行器，用于解决现有旋转导向工具液缸及活塞的数量被限制住和导向不易控制的问题。本发明的导向系统包括固定安装在钻挺(1)内的至少三个旋转导向执行器，所述的至少三个旋转导向执行器由下至上周向分布。本发明的旋转导向执行器包括液压执行模块、导线密封模块和用于控制流体进出活塞腔(27)的电磁阀模块；所述导线密封模块固定在密封盖(19)上并包括插接头(24)，导线通过插接头(24)与电磁阀模块密封连接。本发明在定向钻井施工中不仅能够对井身轨迹安全可靠的进行全方位连续精确自动控制，而且精确分度不受泥浆性能影响。

摘要： 本发明公开了一种全旋转动态指向式旋转导向系统及导向控制方法，包括上壳体和下壳体，上壳体内设有一个与其同轴的中空轴，中空轴的一端与上壳体密封连接，另一端与一个中空的传动轴相连，且中空轴的该端与上壳体之间设有导向驱动机构；导向驱动机构、上壳体与中空轴形成油压封闭腔，且油压封闭腔中的钻井液压力高于导向驱动机构外面的钻井液压力；导向驱动机构驱动一个套装在传动轴上的偏摆轮侧向偏摆，在传动轴上安装有用于保持指向方向的万向节，在传动轴的端部安装有一个钻头，偏摆轮在导向驱动机构的驱动下侧向偏摆，偏摆轮向外持续推靠下壳体内壁，产生方向垂直于下壳体内壁的动态持续侧向力，使下壳体带动钻头沿着万向节旋转中心旋转一个角度，达到动态指向的目的。

摘要： 本发明公开了一种旋转导向钻井系统的导向力测控装置及导向力标定方法，可以对旋转导向钻井系统的导向力进行测控和标定。本发明的旋转导向钻井系统的导向力测控装置，包括三翼测控盘、三个推力传感器、数据处理器以及安装推力传感器的固定螺杆，中空的三翼测控盘包含三个隆起的翼肋，所述旋转导向钻井系统的导向单元伸入三翼测控盘的中空结构中，三翼测控盘的三个翼肋分别对应导向单元的三个导向巴掌；每个翼肋上均安装有固定螺杆，每根固定螺杆位于三翼测控盘的中空结构中的部分上各安装有一个推力传感器；三个推力传感器的顶头一一对应地顶在导向单元的三个导向巴掌上。本发明可用于对旋转导向钻井系统的导向力进行测控和标定。

摘要： 本发明提供了一种新型旋转导向钻进设备及旋转导向方法，涉及地质钻探设备技术领域，解决了旋转导向工具方式单一、无法满足目前导向钻井需求的技术问题。该新型旋转导向钻进设备，包括圆筒外壳、压力控制系统和导向控制系统，导向控制系统设置在圆筒外壳一端，且与穿设在圆筒外壳内的第一连杆传动连接，以控制第一连杆的运动实现钻头的导向；压力控制系统设置在导向控制系统一端，以控制流过压力控制系统、导向控制系统和圆筒外壳的钻井液压力；第一连杆另一端通过转动组件与圆筒外壳转动连接，且第一连杆末端穿出圆筒外壳后与钻头盒连接。本发明将推靠式与指向式导向技术相结合有效增加造斜角度达到对造斜效率的提升。

摘要： 本申请提供了一种用于旋转导向装置的执行机构及其旋转导向装置，其中，执行机构包括主动阀芯、从动阀芯、第一空腔、第二空腔和高压泥浆驱动通道；第一空腔包括与低压泥浆连通的第一低压口，第一空腔还包括与高压泥浆连通的第一高压口，主动阀芯可选择的开闭第一低压口和第一高压口以调节第一空腔中的压力，从动阀芯两侧分别与第一空腔和第二空腔毗邻，从动阀芯响应于第一空腔和第二空腔之间的压差而移动，从动阀芯与高压泥浆驱动通道连接，高压泥浆驱动通道响应于从动阀芯的移动在打开状态和关闭状态之间进行切换。本申请执行机构通过主动阀芯与从动阀芯的联动作用，能够提高响应速度的基础上，还能有效降低系统功耗。

摘要： 本发明一种基于旋转导向的成像测井短节结构，包括纽扣电极总成、电阻率接收极板总成、电阻率接收天线总成和集成伽马成像探测器总成。纽扣电极总成、电阻率接收极板总成、电阻率接收天线总成按照自上而下的方式布置在电阻率发射天线总成下方；纽扣电极总成距离发射天线最近，由于纽扣电极接收面小，分辨率更高，能够得到井壁电阻率信号。电阻率接收极板总成能够测量稍远距离地层电阻率值，提前判断仪器距离储层边界信号。电阻率接收天线总成距离发射天线最远，电阻率接收距离更远，能够得到靠近钻头位置处电阻率信号，有利于前视地层评价和导向功能。本发明钻铤设计长度更短、测量参数更全、测量值距离钻头更近。

摘要： 一种钻井用旋转导向系统和旋转导向执行器，用于解决现有旋转导向工具液缸及活塞的数量被限制住和导向不易控制的问题。本发明的导向系统包括固定安装在钻挺(1)内的至少三个旋转导向执行器，所述的至少三个旋转导向执行器由下至上周向分布。本发明的旋转导向执行器包括液压执行模块、导线密封模块和用于控制流体进出活塞腔(27)的电磁阀模块；所述导线密封模块固定在密封盖(19)上并包括插接头(24)，导线通过插接头(24)与电磁阀模块密封连接。本发明在定向钻井施工中不仅能够对井身轨迹安全可靠的进行全方位连续精确自动控制，而且精确分度不受泥浆性能影响。

摘要： 本发明公开了一种全旋转动态指向式旋转导向系统及导向控制方法，包括上壳体和下壳体，上壳体内设有一个与其同轴的中空轴，中空轴的一端与上壳体密封连接，另一端与一个中空的传动轴相连，且中空轴的该端与上壳体之间设有导向驱动机构；导向驱动机构、上壳体与中空轴形成油压封闭腔，且油压封闭腔中的钻井液压力高于导向驱动机构外面的钻井液压力；导向驱动机构驱动一个套装在传动轴上的偏摆轮侧向偏摆，在传动轴上安装有用于保持指向方向的万向节，在传动轴的端部安装有一个钻头，偏摆轮在导向驱动机构的驱动下侧向偏摆，偏摆轮向外持续推靠下壳体内壁，产生方向垂直于下壳体内壁的动态持续侧向力，使下壳体带动钻头沿着万向节旋转中心旋转一个角度，达到动态指向的目的。

摘要： 本发明公开了一种旋转导向钻井系统的导向力测控装置及导向力标定方法，可以对旋转导向钻井系统的导向力进行测控和标定。本发明的旋转导向钻井系统的导向力测控装置，包括三翼测控盘、三个推力传感器、数据处理器以及安装推力传感器的固定螺杆，中空的三翼测控盘包含三个隆起的翼肋，所述旋转导向钻井系统的导向单元伸入三翼测控盘的中空结构中，三翼测控盘的三个翼肋分别对应导向单元的三个导向巴掌；每个翼肋上均安装有固定螺杆，每根固定螺杆位于三翼测控盘的中空结构中的部分上各安装有一个推力传感器；三个推力传感器的顶头一一对应地顶在导向单元的三个导向巴掌上。本发明可用于对旋转导向钻井系统的导向力进行测控和标定。