黑龍江鉆井工具廠家淺析典型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)工具

旋轉(zhuǎn)地質(zhì)自動(dòng)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是20世紀(jì)90年代初期發(fā)展起來的一項(xiàng)鉆井新技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)井眼軌跡的連續(xù)控制，代表了鉆井技術(shù)發(fā)展的高水平。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)包括地面監(jiān)控系統(tǒng)、井下旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具系統(tǒng)和隨鉆測(cè)量系統(tǒng)。地面監(jiān)控系統(tǒng)用來完成旋轉(zhuǎn)(地質(zhì))導(dǎo)向二維建模、定向井水平井剖面設(shè)計(jì)或修正設(shè)計(jì)、底部鉆具組合受力分析、井下信號(hào)解釋處理、井眼軌跡參數(shù)計(jì)算等工作。井下旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具系統(tǒng)包括導(dǎo)向裝置、雙向通訊和動(dòng)力模塊、無磁模塊穩(wěn)定器等井下工具。隨鉆測(cè)量系統(tǒng)包括傳感器模塊、優(yōu)化旋轉(zhuǎn)密度儀和動(dòng)態(tài)與壓力模塊等隨鉆地質(zhì)特性和鉆具特性測(cè)量T具。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)使用一套鉆具組合完成定向造斜、增斜、穩(wěn)斜和水平段等各種井段鉆進(jìn)任務(wù)，減少起下鉆更換鉆具組合的時(shí)間，提高鉆井時(shí)效；(2)能夠?qū)崿F(xiàn)井眼軌跡的平滑、連續(xù)鉆進(jìn)，及時(shí)測(cè)量，能提高井眼軌跡控制精度；(3)不會(huì)影響井壁的穩(wěn)定性，減少了造斜肋塊磨損；(4)自動(dòng)導(dǎo)向控制，靶點(diǎn)井斜角控制并保持在-4-0．2。，A、B靶點(diǎn)縱向距離控制并保持在-4-0．4m之內(nèi)。目前商業(yè)化應(yīng)用較廣泛的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)有斯倫貝謝的Power Drive、哈里伯頓的Geo—Pilot、貝克休斯的Auto Track等。

1 斯倫貝謝Power Drive

Power Drive SRD系統(tǒng)主要由測(cè)控穩(wěn)定平臺(tái)和偏置執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。測(cè)控穩(wěn)定平臺(tái)內(nèi)部包括測(cè)量傳感器、井下CPU和控制電路，通過上下軸承懸掛于外筒內(nèi)。整個(gè)工具系統(tǒng)在隨鉆柱一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，穩(wěn)定平臺(tái)通過控制其兩端的扭矩發(fā)生器輸出的扭矩大小，使穩(wěn)定平臺(tái)不隨鉆柱一起旋轉(zhuǎn)，處于一種隨動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)(如罔1所示)。

井下導(dǎo)向工作時(shí)，穩(wěn)定平臺(tái)控制上盤閥的相對(duì)穩(wěn)定，而隨鉆柱一起旋轉(zhuǎn)的下盤閥上的液壓孔將依次與上盤閥上的高壓孔接通，鉆柱內(nèi)部的高壓鉆井液通過該臨時(shí)接通的液壓通道進(jìn)入相關(guān)的翼肋支撐液壓腔，在鉆柱內(nèi)外鉆井液的壓差作用下，翼肋被支出。這樣，隨著鉆柱的旋轉(zhuǎn)，每個(gè)支撐翼肋都將在相同位置支出，從而為鉆頭提供一個(gè)側(cè)向力，產(chǎn)生導(dǎo)向作用。

2 哈里伯頓的Geo—Pilot

Geo—Pilot旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)是由Sperry和JOGMEC(日本石油天然氣和金屬國(guó)家股份有限公司)共同開發(fā)的。該系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)心軸，不旋轉(zhuǎn)外筒和偏心環(huán)偏置機(jī)構(gòu)組成。不旋轉(zhuǎn)外筒裝有兩個(gè)偏心環(huán)，一個(gè)位于另一個(gè)內(nèi)部，該偏心環(huán)總成組成了精細(xì)、緊湊經(jīng)久耐用的計(jì)算機(jī)控制的偏心單元，兩個(gè)偏心環(huán)驅(qū)動(dòng)軸偏離鉆具中心，致使鉆頭產(chǎn)生偏斜力，從而實(shí)現(xiàn)全部旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向鉆進(jìn)

3 貝克休斯的Auto—Track

AutoTrak RCIS系統(tǒng)的井下偏置導(dǎo)向工具南不旋轉(zhuǎn)外套和旋轉(zhuǎn)心軸兩大部分通過上下軸承連接形成一可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)心軸上接鉆柱，下接鉆頭，起傳遞鉆壓、扭矩和輸送鉆井液的作用。不旋轉(zhuǎn)外套上設(shè)置有井下CPU、控制部分和支撐翼肋。系統(tǒng)是一套集鉆進(jìn)和隨鉆測(cè)量為一體的定向鉆井系統(tǒng)，能夠在旋轉(zhuǎn)鉆井過程中進(jìn)行定向造斜鉆進(jìn)，主要是因?yàn)樗幸粋€(gè)獨(dú)特的非旋轉(zhuǎn)可調(diào)扶正器滑套，此扶正器滑套并非真的不旋轉(zhuǎn)，只是相對(duì)鉆頭驅(qū)動(dòng)軸而言它幾乎是不旋轉(zhuǎn)，因此在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)過程中，此扶正器滑套可以保持一種相對(duì)靜止的狀態(tài)，從而保證鉆頭沿著某一特定的方向鉆進(jìn)。通過液壓可推動(dòng)活塞分別對(duì)3個(gè)穩(wěn)定塊施加不同的壓力，其合力就使鉆具沿某一特定方向偏移，從而在鉆進(jìn)過程中使鉆頭產(chǎn)生1個(gè)側(cè)向力，保證鉆頭沿這一方向定向鉆進(jìn)。

牡丹江瑞泰石油機(jī)械有限公司成立于2011年3月，依托牡丹江石油鉆采特色產(chǎn)業(yè)基地，通過全體員工的共同努力，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展成為行業(yè)內(nèi)發(fā)展和成長(zhǎng)性企業(yè)之一。公司占地面積10000平方米，建筑面積3000平方米。擁有各種機(jī)械設(shè)備包括通用、專用機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、冷熱加工設(shè)備、43臺(tái)（套），水、電、汽自成體系。公司現(xiàn)有員工65人，其中工程技術(shù)人員、專業(yè)管理人員52人，已形成年產(chǎn)3000萬元的加工能力。目前公司為中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司和中國(guó)石化集團(tuán)公司一級(jí)網(wǎng)絡(luò)成員單位。并通過了ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證和美國(guó)石油協(xié)會(huì)的ATP認(rèn)證。公司主業(yè)是為石油工業(yè)生產(chǎn)和設(shè)計(jì)鉆采工具和配件。主要有打撈工具、鉆井工具、修井工具、磨銑工具、固井工具、采油工具七大類，200多個(gè)品種，2000多種規(guī)格的產(chǎn)品。公司產(chǎn)品遍銷20多個(gè)路上石油、海洋石油，并出口伊朗、沙特、卡塔爾、也門、阿聯(lián)酋、蘇丹、哈薩克斯坦、委內(nèi)瑞拉等十幾個(gè)國(guó)家和地區(qū)。