自动垂直钻井系统

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1、CHINANATIONALPETROLEUMCORPORATION自动垂直钻井系统2013年2013Science&TechnologyManagementDepartmentAuto-VerticalDrillingSystem中国石油天然气集团公司科技管理部中国石油AVDS技术——不偏不倚，正中中的！目 录1简介32特色技术53典型案例84科研装备105资质与标准116专家团队12中国石油天然气集团公司（简称“中国石刊》世界50家大石油公司综合排名中位居第4油集团”，英文缩写：CNPC）是根

2、据国务院机位，在《财富》杂志全球500家大公司排名中位构改革方案，于1998年7月在原中国石油天然居第6位。气总公司的基础上组建的特大型石油石化企业中国石油天然气集团公司履行资源、市场集团，系国家授权投资的机构和国家控股公司，和国际化战略，坚持“主营业务战略驱动，发是实行上下游、内外贸、产销一体化、按照现展目标导向，顶层设计”科技发展理念和“自代企业制度运作，跨地区、跨行业、跨国经营主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的的综合性石油公司，主要业务包括油气业务、指导方针，以国家科技重大专项为龙头

3、、公司石油工程技术服务、石油工程建设、石油装备重大科技专项为核心、重大现场试验为抓手、制造、金融服务、新能源开发等。中国石油天重大装备、软件、产品、标准为载体，持续推然气集团公司2012年国内生产原油1.1亿吨，进科技进步，提升科技创新能力，取得一大批生产天然气798.6亿立方米，加工原油1.91亿具有自主知识产权的先进实用技术。吨，全年实现营业收入2.69亿元，实现利润1391亿元。自动垂直钻井系统（AVDS）就是中国石油具有代表性的重大创新成果之一。2012年，中国石油在美国《石油情报周21

4、简 介中国石油紧盯世界石油钻井工程技术难题，历时七年，成功研发出具有完全自主知识产权的“自动垂直钻井系统”，打造了新一代高端钻井利器。自动垂直钻井系统系统由电源子系统、测量控制子系统、液压执行子系统三大部分组成。采用模块化设计，性能稳定可靠，操作维护简便。具有井下闭环自动控制、矢量控制纠斜力、泥浆涡轮发电、电能无接触传输等特点。自动垂直钻井系统的成功研发为解决山前高陡构造、大倾角地层、逆掩推覆体地层等易斜井段钻井技术难题，有效地解放钻压、提高钻井速度，提供了经济、高效的技术手段。自动垂直钻井系统

5、在实际钻井过程中，涡轮发电机通过非接触式旋转变压系统为测控系统提供电源，当井眼发生偏斜时，井下测控系统经过分析判断，然后向执行系统发出命令，使相应的柱塞导向块在驱动泵的作用下沿井眼自动垂直钻井系统原理高边方向伸出，这样在井壁反方向力的作用下，钻头将产生一个横向的纠斜力，使工具沿纠斜工作，纠斜力消失，保持钻头垂直钻进。在井方向钻进，从而使井眼回到垂直轨道上来。当下形成一种自动闭环控制，不仅提高了井眼轨井眼回到垂直轨道上后，井下测控系统经过分道的控制精度，还节约了调整钻具所用的时间，析判断，再向执行

6、系统发出指令，驱动泵停止达到了防斜打快的目的。3简 介自动垂直钻井系统开展集机电液一体化的井下闭环钻井，其技术框架可分为三个部分：电源系统、测控系统、执行系统。涡轮发电技术电源系统电源系统的整流、稳压技术自动垂直钻井系统测斜系统的信号处理与减震技术测控系统控制系统的控制策略与数据处理技术高、低压力仓之间的信号传输技术液压系统的集成及布局技术执行系统机、电、液的系统集合技术垂直钻井三大系统42特色技术φ311mm（12112.1技术特点和优势/4in）/φ333mm（13/8in）自动垂直钻井系统

7、（1）机电液集合技术；技术指标（2）连续测量偏离垂直方向偏斜；井眼尺寸φ311mm/φ333mm测向力17.6～20.1kN（3）涡轮自主发电；工具外径φ308mm/φ330mm最大抗拉强度2100kN工具内径φ72mm最大抗扭强度41000N·m（4）井下闭环自动导向控制；工具长度5m井斜控制范围＜1°（5）可随钻监测井斜。最大工作外径φ335mm/φ357mm井斜控制精度0.1°最大工作温度125℃最大工作压力105MPa最大全角变化率2°/30m纵向振动要求＜20g钻井液排量要求40～7

8、0L/s横向振动要求＜5gFF3F1̋φ406mm（16in）/φ445mm（171/2in）自动垂直F2钻井系统技术指标井眼尺寸φ406mm/φ444mm测向力19～20.1kN垂直钻井柱塞受力示意图工具外径φ404mm/φ442mm最大抗拉强度4000kN工具内径φ75mm最大抗扭强度63000N·m工具长度5m井斜控制范围＜1°2.2应用范围最大工作外径φ438mm/φ476mm井斜控制精度0.1°最大工作温度125℃最大工作压力105MPa自动垂直钻井系统主要应用在高陡地层、最大全角变化