旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)原理簡(jiǎn)介(編輯修改稿)
2025-02-13 10:23 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 – 工具簡(jiǎn)單，不增加地面設(shè)備； – 工具的壓降低，小于 100psi （約 ）； – 與實(shí)時(shí)的 Schlumberger MWD,LWD,APWD配合； – 傳輸高速，適合快速鉆井； – 接受和發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行； – 與井眼沒(méi)有靜止的接觸部分 ? 井眼清潔好； ? 卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)小； ? 標(biāo)準(zhǔn)的鉆井作業(yè)； AUTOTRACK 非旋轉(zhuǎn)套依靠反向電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使之相對(duì)于井眼不旋轉(zhuǎn)，保持側(cè)推鉆頭的力的方向不變。非旋轉(zhuǎn)套并非絕對(duì)不旋轉(zhuǎn)，但工具自己可以測(cè)得非旋轉(zhuǎn)套筒的旋轉(zhuǎn)，并隨時(shí)調(diào)整三個(gè)“翼塊”給出的側(cè)推力的方向。 AUTOTRACK 關(guān)鍵部分： 非旋轉(zhuǎn)套 整個(gè)鉆柱在旋轉(zhuǎn)，如何保證非旋轉(zhuǎn)套不旋轉(zhuǎn)？ 非旋轉(zhuǎn)套的內(nèi)部，裝有井下計(jì)算機(jī)、井斜傳感器、液壓控制、支撐塊機(jī)構(gòu)等部分； AUTOTRACK ? 兩個(gè)環(huán)： – 井下控制閉環(huán)：按照 給定的軌道鉆進(jìn) ，或按照 地質(zhì)導(dǎo)向鉆進(jìn) ； – 井下與地面的雙向傳輸；低邊改變井下鉆井模式。 “指引鉆頭”式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng) 外殼順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) 馬達(dá)反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) ,轉(zhuǎn)速與外殼轉(zhuǎn)速相等 Offset 當(dāng)外殼帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，馬達(dá)帶動(dòng)偏離節(jié)反向旋轉(zhuǎn)，從而保持鉆頭的偏離方向不變，鉆出預(yù)定的曲線形井眼。 “指引鉆頭”式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng) “側(cè)推鉆頭”式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng) Bias the bit 導(dǎo)向鉆井 第四類旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的原理 工具 4的軌跡控制并不是三點(diǎn)定圓幾何理論，而是由鉆頭方向獨(dú)立確定的。鉆頭設(shè)計(jì)成側(cè)切能力很小，并有一個(gè)柔性聯(lián)結(jié)，該柔性聯(lián)結(jié)把鉆頭與鉆柱的彎矩隔開(kāi)。這種軌跡控制機(jī)理可以在小井眼內(nèi)提供比其他機(jī)理更高的造斜率。 鉆柱 柔性鉸接 鉆頭 鉆頭軸 第四類旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的原理 ??? RR?c os)(21 dD ???令： 二式聯(lián)立，可得： ??? RL?s in????222LR則： 指引鉆頭式系統(tǒng)的井眼曲率計(jì)算： 一種新的短半徑旋轉(zhuǎn)鉆井系統(tǒng) 全機(jī)械式， 無(wú) 井下馬達(dá) ， 無(wú) 電子系統(tǒng) ，可精確地鉆出 9～ 18米曲率半徑的短半徑水平井。彎曲段鉆進(jìn)需要 8～ 24小時(shí)，垂深誤差在177。 60cm以內(nèi)。 鉆彎曲段組合結(jié)構(gòu)如圖所示，包括：Amoco專利的抗渦動(dòng)的偏心 PDC鉆頭，鉆頭短節(jié)，信息環(huán)， 非旋轉(zhuǎn)的偏心柔性套筒 ，下扭矩殼，球銷，上扭矩殼。 造斜原理是：鉆頭總是指向井眼曲率的切線方向，即“指引鉆頭”（ pointing the bit） 原理。兩個(gè)接觸點(diǎn)，一個(gè)在鉆頭上，一個(gè)在柔性套筒的“耐磨板 (Wear Pad)”上，兩點(diǎn)控制著鉆頭的傾角。鉆頭短節(jié)可以調(diào)節(jié)兩點(diǎn)之間的距離，從而控制井眼曲率。 柔性套筒刀翼 柔性套筒 信息口 旋轉(zhuǎn)主軸 插銷 插銷洞 一種新的短半徑旋轉(zhuǎn)鉆井系統(tǒng) ? 當(dāng)心軸反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，心軸和柔性套筒在某個(gè)位置就可以“鎖住”。心軸和柔性套筒上各有一個(gè)“泥漿口”，當(dāng)心軸與套筒鎖住之后，兩個(gè)泥漿口將互相連通，泥漿循環(huán)壓力將會(huì)下降一個(gè)值，泥漿循環(huán)時(shí)將沒(méi)有脈沖信號(hào)。此時(shí)心軸可以帶動(dòng)柔性套筒反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)工具面。 柔性套筒起到導(dǎo)向的作用 。 ? 工具面調(diào)節(jié)好之后，只要順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，插銷就會(huì)從插銷洞中脫出來(lái)，使心軸和套筒“解鎖”，同時(shí)刀翼又會(huì)吃住井壁，柔性套筒將不旋轉(zhuǎn)，保持工具面不變。在解鎖狀態(tài)下，心軸每旋轉(zhuǎn)一周，兩個(gè)泥漿口將會(huì)相通一次，從而發(fā)出一個(gè)泥漿脈沖，地面上可以接收到這個(gè)脈沖，從而可以監(jiān)視工具面是否發(fā)生變化。 一種新的短半徑旋轉(zhuǎn)鉆井系統(tǒng) 工具面 不變，可精確鉆出 斜面圓弧 井眼。 ， 不存在反扭角 的問(wèn)題。 MWD監(jiān)測(cè)，定向后地面上就有“標(biāo)記”。 旋轉(zhuǎn) 鉆進(jìn)的優(yōu)越性，克服滑動(dòng)鉆進(jìn)的缺點(diǎn)。 “ 滿眼組合 ”。 ? 側(cè)鉆前，需要磨洗套管 8米左右，然后打水泥塞，再鉆導(dǎo)眼，然后準(zhǔn)確地從造斜點(diǎn)開(kāi)始側(cè)鉆。 ? 在柔性套筒上部安置定向接頭，內(nèi)置定向鍵；正常下鉆
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