旋转导向钻井技术介绍课件.ppt
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1、1旋转导向钻井技术简介旋转导向钻井技术简介2022-12-1421.1.旋转导向钻井技术概述旋转导向钻井技术概述2.2.井下旋转导向钻井系统分类井下旋转导向钻井系统分类3.3.典型的旋转导向钻井系统典型的旋转导向钻井系统(1 1)AutoTrak RCLSAutoTrak RCLS系统:系统:Baker HughesBaker Hughes公司公司(2 2)PowerDrive SRDPowerDrive SRD系统:系统:SchlumbergerSchlumberger公司公司(3 3)Geo-PilotGeo-Pilot系统:系统:HalliburtonHalliburton公司公司主要内
2、容主要内容3(1)技术关键:井下旋转导向l 核心是。l 钻柱在旋转钻进过程中实现准确增斜、稳斜、降斜及扭方位。(2)技术优势l 井下工具一直在旋转状态下工作,因此井眼净化效果更好,井身轨迹控制精度更高,位移延伸能力更强。(3)应用范围l 广泛用于井下马达滑动钻进比较困难的深井、大斜度井、大位移井、水平井、分支井,以及易发生粘卡的情况。4(1)根据导向方式分类l 推靠式(Push the Bit):在钻头附近直接给钻头提供侧向力。l 指向式(Point the Bit):通过近钻头处钻柱的弯曲使钻头指向井眼轨迹控制方向。钻头倾角钻头倾角侧向力侧向力推靠式推靠式指向式指向式偏置机构偏置机构5(2)
3、根据偏置机构的工作方式分类l 静态偏置式:偏置导向机构在钻进过程中不与钻柱一起旋转,从而在某一固定方向上提供侧向力。l 调制式:偏置导向机构在钻进过程中与钻柱一起旋转,依靠控制系统使其在某一位置定向支出提供导向力。旋转导向钻井系统的工旋转导向钻井系统的工作机理都是靠偏置机构作机理都是靠偏置机构(Bias Units)偏置钻偏置钻头或钻柱而产生导向。头或钻柱而产生导向。两种偏置工作方式对比两种偏置工作方式对比 6(3 3)综合考虑导向方式和偏置方式分类)综合考虑导向方式和偏置方式分类l 静态偏置推靠式:静态偏置推靠式:Baker Hughes InteqBaker Hughes Inteq公司公
4、司AutoTrak RCLSAutoTrak RCLS。l 动态偏置推靠式(调制式):动态偏置推靠式(调制式):Schlumberger AnadrillSchlumberger Anadrill公司公司PowerDrive SRDPowerDrive SRD。l 静态偏置指向式:静态偏置指向式:Halliburton Sperry-sunHalliburton Sperry-sun公司公司Geo-PilotGeo-Pilot系统。系统。工作方式工作方式代表系统代表系统旋转导向程度旋转导向程度造斜能力造斜能力(/30m/30m)位移延伸位移延伸能力能力螺旋螺旋井眼井眼井眼尺寸井眼尺寸(mmmm
5、)静态偏置静态偏置推靠式推靠式AutoTrak AutoTrak RCLSRCLS工具系统工具系统外筒不旋转外筒不旋转6.56.5低低存在存在216216311311调制式调制式PowerDrive PowerDrive SRDSRD全旋转全旋转8.58.5高高存在存在152152311311静态偏置静态偏置指向式指向式Geo-PilotGeo-Pilot工具系统工具系统外筒不旋转外筒不旋转5.55.5中中消除消除2162163113117(1)AutoTrak RCLS系统:Baker Hughes公司(2)PowerDrive SRD系统:Schlumberger公司(3)Geo-Pilo
6、t系统:Halliburton公司8l概述概述19931993年,意大利年,意大利AGIPAGIP公司与美国公司与美国BakerHughes INTEQBakerHughes INTEQ公司合作公司合作在早期的垂直钻井系统在早期的垂直钻井系统(VDS)(VDS)和直井钻井装置和直井钻井装置(SDD)(SDD)基础上研制基础上研制了旋转闭环系统了旋转闭环系统(RCLS)(RCLS)。19971997年注册为年注册为AutoTrakAutoTrak,正式推向市场,正式推向市场 。用连续旋转钻井方式钻成理想的井斜和方位,既可以精确地按照用连续旋转钻井方式钻成理想的井斜和方位,既可以精确地按照设计钻进
7、,也可在油藏内精确地进行地质导向钻井。设计钻进,也可在油藏内精确地进行地质导向钻井。Non Rotating Sleeve w/Steering Ribs&Inclination SensorsNon Rotating SleeveRotating Drive ShaftMWDFormation Evaluation“Gamma Ray+Resistivity”Triple Combo 9核心工具 非旋转可调扶正器滑套:近钻头井斜传感器、电子控制元件、液压控制阀和活塞。10Oil ReservoirControl ValvesRotating DriveShaftSensor Electron
8、icsfor InclinationMeasurementSteerable StabilizerSleeveSteering RibsRotating M30Brush ConnectionHydraulic Piston11导向原理:通过液压可推动活塞分别对3 个稳定块施加不同的压力,其合力就使钻具沿某一特定方向偏移,从而在钻进过程中使钻头产生一个侧向力,保证钻头沿这一方向定向钻进。12Static side force,dynamic controlHigh SideSleeve OrientationP2P3P1Drive ShaftBearing Housing Sleeve=Hig
9、h SideBit Side ForceDirectionMagnitude13l整体设计整体设计非旋转固定套筒上装有能够单独操作的、可调的导向筋,导向筋非旋转固定套筒上装有能够单独操作的、可调的导向筋,导向筋可以在钻头上形成侧向力,以便进行造斜或保持现在的井眼轨迹;可以在钻头上形成侧向力,以便进行造斜或保持现在的井眼轨迹;井下计算机和传感器可连续监测和控制相对于下步目标的当前井井下计算机和传感器可连续监测和控制相对于下步目标的当前井眼轨迹,地面与地下的实时双向通信联系。眼轨迹,地面与地下的实时双向通信联系。14lAutomated Steering of the downhole tool
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