自动垂直钻井工具的使用及其效果

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1、维普资讯http://www.cqvip.com寸zi、力《亘毛第14卷1999年第6期对@-~2_-'qL}自动垂直钻井-'1-具的使用及其效果。_7fL-f／厂)l；、李松林王志军后来BAKERHUGHESINTEQ与AGIP自动垂直钻井系统发展公司合作，对VDs-_5又作了进一步的改进，的背景和过程主要是把液压循环系统中原来使用的介质由启动垂直钻井系统源于联邦德国的大陆泥浆改为专门的液压油，这样增加了这种垂闻一撒超深井计划(KTB计划)，其目的是计划打直钻井工具的可靠性与使用时问，最后形成．¨《求一口万米

2、超深井，调查地壳深层资源、物理了新一代商业化的垂直钻井工具)D化学条件、以及地壳的形成过程(STRlAIGHTHOLEDRILLINGI)EvICE)骨干要钻达如此深的井，其决定因素是摩阻总之这些垂直钻井工具都具备以下几个与扭矩，钻柱的抗拉强度和钻机的负载能力。基本功能：因此要尽可能保持上部井眼轨迹的垂直与光(1)可以连续监测任何偏离于垂直方向滑，以尽量减少摩阻和扭矩此计划中所钻的偏斜。深部地层很多都是结晶岩(CRYAIINE(2)对发生的偏斜可以连续的进行补偿。ROCKS)，地层倾角一般6O度左右，在这样(3

3、)连续的使用滑动或旋转钻井方式。的条件下用常规的钻井工具很难使井跟保持(4)井下闭环自动导向控制垂直。在KTB计划开始时，计算表明，钻井(5)地面随时监测井眼轨迹参数和工具过程中的狗腿严重度不能超过O．5度／10米的工作状态这意味着井服近乎垂直(6)使用寿命应超过钻头的寿命。这促使KTB计划的研究人员研究一种不自动垂直钻井工具基本结构依赖于井下地层，不需要人为干预而自动跟踪预定井眼轨迹的自动闭环垂直钻井工具，自动垂直钻井系统一般包括一不旋转的这就是著名的Ⅵ)s(VE'RICALDRILLIG导向套，它紧挨着钻头

4、，有一中轴通过导向SYSTEM)。它先后经历了三代产品：套的中间，把钻头与旋转的钻杆连接起来，第一代：外导向垂直钻井系统VDs_1带动钻头旋转钻进。在导向套四周有四个可它是一个试验性产品；伸缩的导向棱块，可以独立向外伸出，以压第二代：内导向垂直钻井系统vDs一3；靠井壁的高边，产生导向力来纠正井斜。导第三代：外导向垂直钻井系统VDs一5。向棱块由四个活塞驱动，活塞又由液压阀控vl】s__3与vl】s_5在FB井中得到了制。井斜由两个重力加速度计测量，测量的成功应用，为保证KTB井的顺利完成起了不数据随时反馈到微

5、处理器中。微处理器经过可代替的重要作用。计算判断，发出命令控制液压阀，也就是控维普资讯http://www.cqvip.com33制棱块的伸缩。同时微处理器还发出一组信20r／rain的速度转动。这样是为了使钻柱上息控制泥浆脉冲阀把井斜角及棱块的位置等的两个稳定器顺利穿过套管鞋，并保证标准参数传送到地面电力由一组电池或者是专的井眼直径。门的井下发电机供应(2)第二段使用vDs一5的情况：使用深度：1125-1890fi自动垂直钻井系统在油田钻进目标：较软的砂岩和泥岩中的使用及效果使用工具：l6vⅨ一5，9l／2

6、IP／HF井自动垂直钻井工具Ⅵ)S，或SDD在石油下马达勘探开发中得到了一些商业性的应用，取得钻井参数：排量：l000GPM；转速：了较好的效果，解决了常规钻井工具难于解130r／min：钻压：7一lO吨决的问题。现举两个实例加以说明。钻速：6O一120米／，J、时1．vDs—5在海上使用的情况：结果：这一段的井斜角变化结果如vDs-_5钻井系统在北海一口井中得到下表所示。其井斜测量工具的最小识别精度了有效的应用，这也是它首次在海上钻井中为0．25度。使用。当时有一口井要求井斜不能超过0．5时间深度(英R)l井

7、斜角(度)度，这对于任何井下非导向钻具都是一件非6：[H]1【250．79常困难的事情．如果使用刚性满眼钻具难以70512200．25达到这样的垂直度。技术人员决定使用8081316035vDs__5钻井系统，该系统不仅具有满眼钻9：17141l025l0：1341506025具的效果．而且还能主动纠斜。当井斜超过1137【6040．250．075度时，工具就开始自动纠正井眼轨迹，t2351699O．25直到使井斜达到0．0度为止。l3：4718900．25具体使用情况如下：(1)第一段使用VDS的情况：(3)

8、第三段使用vI)S_一5的情况：使用深度：1093—1】25fi此段地层遇到了白云岩及石灰岩．结果钻进目标：井底水泥塞，浮箍及套管钻速大大降低，只有1mAn。为了提高钻速，鞋。及推动可伸缩的稳定器下移，相应增加钻压。使用工具：l的vD_5，91／2IP／HF因为地层变的很不规则，为了更有效地钻进井下马达。较硬的碳酸岩地层，经常提钻。此时的钻压钻井参数：排量：500—600GPM；转为2