史密斯Neyrfor公司的新型涡轮钻具技术

自20世纪80年代第一个井下可导向涡轮钻具问世以来，涡轮钻具得到了不断发展，目前可用于直井及定向井钻井作业。实际上，工程设计方面的进步使得Sii-Neyrfor^R Turbodrill^TM涡轮钻具的性能突破了早先的一些限制，成功用于了复杂井眼及定向钻井作业中。应用带可导向弯壳的涡轮钻具是达到定向钻井作业目标及经济目标的最佳解决方案。     

复合钻井技术在文72块大斜度定向井中的应用

文72块是中原油田最复杂的断块油气田，断层多、地层压力高、地温梯度高，某些小断块存在复合盐层，近年来所布井位又多为大斜度双靶定向井，复杂多变的地质情况严重制约了钻井速度的提高。2001年以来完成了9口定向井，通过优选井位、推广高效PDC钻头、应用导向螺杆钻具，大力推广复合钻井技术，进一步完善井下复杂、事故预防系统，使钻井速度提高近一倍，综合经济效益显著。     

基于顶部驱动的滑动钻井导向控制技术

将北京石油机械厂顶驱的主轴旋转定位技术与MWP随钻测量仪相结合,设计并实现了基于顶部驱动钻井和井下动力钻具组合的顶驱滑动钻井导向控制系统。该系统由顶部驱动钻井装置、人机交互界面、井下动力钻具以及MWD随钻测量工具等4部分组成,将顶驱和井下动力钻具相结合,实现对旋转钻柱包括转速、转向、角度在内的完全控制,并可根据井下实时反馈的井眼轨迹信息,实现滑动钻井之前工具面的设置以及滑动钻进过程中工具面的实时监控和动态调整。内蒙SNO116-19H定向井项目的实际应用结果表明,该技术能够显著提升定向井钻进作业的整体时效和井眼质量,同时也为导向钻井的闭环控制和自动化控制奠定了基础。     

旋转导向钻井系统

导向泥浆马达已在定向井和水平井钻井得到了广泛的应用，但它们存在作业效率低、机械钻速慢、钻头选型难、泥浆马达－钻头组合性能差等局限性。为克服这些局限性，满足大位称井的钻井需要，Ｃａｍｃｏ公司、ＢａｋｅｒＨｕｇｈｅｓＩＮＴＥＱ公司、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ钻井自动化中心等都在研制旋转导向钻井系统。介绍旋转导向钻井系统的工作原理和发展前景。     

井下液国推进器在大斜度定向井中的应用

在大斜度定向井钻井过程中摩擦阻力是影响有效钻压的主要因素。井下液力推进器的应用在一定程度上解决了钻压的施加问题。有利于提高钻井速度。     

导向钻井技术现状及发展方向

基于随钻测量的导向钻井技术是实现定向钻进的核心技术，广泛应用于定向井、水平井、大位移井、分支井的施工作业中。文中指出了滑动导向钻井存在的不足，介绍了旋转导向钻井、几何导向钻井的现状，并详细介绍了国内外目前最先进的地质导向钻井系统。     

中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院

中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院主要从事定向井、水平并等特殊轨道井钻井技术研究和推广应用工作．形成了一套成熟的定向井．水平井，套管开窗侧钻井、分支井、大位移井、地质导向钻井等特殊轨道井钻井技术．拥有先进的测量仪器和工具．具有承担多目标井，三维绕障井．海油陆采大位移井．阶梯水平井．薄油层水平井．欠平衡钻井、侧钻短半径水平井、径向水平井、分支水平井等各种类型特殊轨道井从工程设计到现场技术服务的能力。     

新疆第一口会枝定向井钻井实践

随着定向井、水平井技术的日趋完善，分枝井作为定向井技术的延伸和发展，越来越受到重视。ＧＤ１１７６井是新疆石油管理局在小损地区实施的第一口科学试验井，简述了其钻井过程及施工中遇到地问题，以及取得成功经验。     

安塞区块浅油层小眼定向井钻井技术

在统计分析安塞区块28口小眼定向井情况的基础上，从钻井工艺、井眼轨迹控制、钻井液等方面，分析了小眼定向井的特点和难点，对目前日趋成熟的相关工艺技术研究及应用效果进行了总结，并提出了今后小眼定向井技术进一步发展的思路。     

旋转导向钻井技术及钻井工具应用研究

旋转导向钻井系统是由井下闭环变径稳定器与测量传输仪器(MWD/LWD)联合组成的工具系统,它完全抛开了滑动导向方式,以旋转导向钻进方式自动、灵活地调整井斜和方位,大幅提高了钻井速度、钻井安全性和轨迹控制精度。分析了旋转导向钻井系统的技术特点,介绍了典型旋转导向钻井系统的结构组成、工作原理及发展、应用情况。为超深井、高难度定向井、大位移井、水平分支井等特殊工艺井的导向钻井提供技术支持。     

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丹２１水平井是目前国内陆上斜深最深的一口水平井。该井在钻井过程中应用了有线随钻测斜定向系统和下部带柔杆和双扶正器组合，有效地控制了井身轨迹，并从泥浆工艺，钻井及水力参数的设计，“岩屑床”的清除，井下事故和复杂情况的预防与处理等方面总结了一套较完整的安全，快速钻井措施。     

21世纪中国钻井技术发展与创新

阐述了自动化钻井的理论与优点并重点介绍了自动化钻井的10项主要技术。建议21世纪初期重点发展复杂结构井的产业化技术、钻井信息技术、绿色钻井液及其精细化学品、深井超深井技术、现代平衡钻井技术、油气层保护技术、柔管钻井和小井眼产业化技术、钻井理论研究等8个方面。钻井既是一项地下工程,就需要发展井下控制技术并将目前地面遥控的闭环钻井信息流的主要部分移到井下,逐步使钻井信息的采集和处理以井下为主,并使钻井的决策与控制主要在井下直接进行。提出了研制井下钻井微软、井下地质微软和井下油藏微软的意义,提出了井下随钻信息集成系统的原理和研究随钻闭环自动导向钻井技术创新工程的思路和技术路线。     

导向钻具组合动力学方程建立及传递函数求解

井下闭环钻井技术是近年来在国内外得到普遍重视的新技术,是大位移井钻井必不可少的技术。作为井下闭环钻井系统核心部分的下部导向钻具组合的力学特性,则成为形成井下闭环控制的基础。从控制机理上讲,旋转导向钻具组合的控制特点与滚动式导弹的控制具有一定的相似性。本文参考导弹飞行力学分析方法,通过对导向钻具组合的受力分析,探讨下部钻具组合的运动学、动力学方程的建立方法。并在此基础上,利用小扰动理论,对导向钻具组合动力学方程进行线性化处理,并求出了导向钻具组合的传递函数,为实现井下闭环钻井系统提供参考。     

调制式旋转导向钻井系统工作原理研究

旋转导向钻井技术是 2 0世纪 90年代发展起来的以旋转导向钻井系统为核心的钻井新技术 ,其中旋转导向钻井系统主要由井下旋转导向钻井工具系统、双向通讯系统和地面监控系统三大部分组成。在简述旋转导向钻井系统国内外发展概况和结构特点后 ,着重论述了调制式旋转导向钻井系统的总体方案设计 ;井下调制式旋转导向工具系统的结构设计和导向力的控制 ;井下随动稳定平台控制系统的结构设计和控制原理。对稳定平台的计算结果表明 ,稳定平台的摆动幅度在± 14°时 ,系统的控制力仅下降 1% ,这使随动控制简化并易于实现     

自动化智能化钻井技术进展

在介绍旋转导向钻井技术和地质导向钻井技术等近几年来钻井新技术发展的基础上,阐述了下一步钻井技术的发展方向,构建了自动化智能化钻井新技术的发展框架;通过开展随钻地震技术、近钻头测量技术等钻井新技术的研究攻关,实现钻井过程的随钻预测及自动控制;通过开展智能钻杆技术实现井下数据与地面数据及控制指令的高速率传输,最终形成闭环钻井系统,实现自动化智能化钻井。     

一种旋转导向工具设计方案及其旋转导向功能的实现

导向工具是导向钻井系统的核心,是实现井下闭环钻井的关键因素之一。旋转导向工具能克服滑动导向工具存在的诸多缺陷,是大幅度提高钻井工作能力的有效工具,必将成为未来导向钻井的主流。文中提出了一种旋转导向工具设计方案,并对其实现旋转导向的机理进行了深入研究。作者认为,这种导向工具设计方案不但能够实现旋转导向力方向和大小的有效控制,而且结构简单,可靠性好。     

旋转导向钻井信号井下传送技术研究

对旋转导向钻井工艺中钻井液脉冲传输、电缆传输、声波传输、电磁波传输等常用指令传输方式进行了分析,选择钻井液负脉冲传输方式向地下传送地面指令,设计了地面钻井液负脉冲信号下传整体方案。综合考虑指令传输时间短、井下识别准确率高的原则,提出了改变泵排量的三降三升脉冲传输方式,优选出三降三升三进制负脉冲编码组合方式。通过检测发电机电流(频率)变化来实现井下信号接收。室内的实验测试证明,这一方式是可行的,并作为调制式旋转导向工具的一个子系统,开发了完整的指令控制系统软件。     

随钻测量中井下大功率发电技术的研究与试验

随着随钻测量和井下导向控制技术的发展,随钻测量仪器和控制工具的功能越来越强,作为井下主流电源的电池已难于满足随钻测量仪器和控制工具对电力的需求。研究分析发现,用大功率发电机作井下电源是解决电力供给的较好方法。介绍了一种可匹配EM-MWD或其它随钻测量仪器和控制工具的井下大功率涡轮发电机。该发电机由发电机本体、涡轮驱动器和无接触传动机构3部分组成,在钻井液排量大于22 L/s、额定输出电流为5 A时,设计输出功率大于600 W。在全排量的试验中,当排量在28 L/s时输出功率达到了1 100 W。试验结果表明,该发电机达到了设计的要求。根据试验中采集的数据,分析了该发电机实际的工作特性。     

液力转向器研制与应用

针对连续管管柱不能转动的固有特性,根据定向钻井的技术要求,通过在地面启停泥浆泵的方式,利用液力转向器驱动井下定向钻具组合进行转动,从而调整定向钻具的工具面,实现连续管定向钻井。连续管液力转向器可单次转动角度45°,额定输出转矩700～945 N·m。试验表明,外径95 mm的连续管液力转向器完全满足121 mm井眼连续管定向钻井的技术要求,实现了连续管定向钻井。