推靠式和指向式旋转导向工具的造斜性能研究.pdf

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1、第33卷第6期石油钻采工艺V01．33No．62011年11月OILDRILLING&PRODUCTIONTECHN0L0GYNOV．20l1文章编号：1000—7393(2011)06—0010—04推靠式和指向式旋转导向工具的造斜性能研究郑德帅高德利冯江鹏张洪宝(1．中国石化石油工程技术研究院，北京100101；2．中国石油大学石油工程教育部重点实验室，北京102249)摘要：旋转导向工具是目前最先进的定向工具，对旋转导向工具造斜性能的研究有助于旋转导向的研制和应用。通过分析钻头在侧向力和转角作用

2、下的导向机理，结合钻头的性质和旋转导向的原理，对两种X-．具的导向性能进行了分析。分析结果表明：推靠式旋转导向系统需要侧向攻击性能强的钻头与之匹配，可以准确快速地调节井眼轨迹，在软地层和小钻压条件下可以达到较高的造斜率；指向式旋转导向系统适合于长保径钻头以引导钻压指向钻头转角方向，其造斜效果受其他因素影响较小，造斜率稳定，井眼轨迹可预测性好。实际旋转导向工具的使用证实了上述分析结果。关键词：旋转导向系统；推靠式；指向式；大位移井；导向控制中图分类号：TE92文献标识码：AStudyondeflecti

3、onperformanceofbackupanddirectionaltypesofrotarysteeringtoolsZHENGDeshuai，GAODeli，FENGJiangpeng，ZHANGH0ngba0(1．SINOPECResearchInstituteofPetroleumEngineering，Beijing100101，China；2．MOEKeyLabofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Bering102249，C

4、hina)Abstract：Rotarysteeringtoolsarethemostadvancedsteeringtoolscurrently．Studyonthedeflectionabilityofrotarysteeringsys—terns(RSS)isusefulforthedevelopmentandapplicationofRSS．Themechanismofbitsteeringwasanalyzedunderbitlateralforceandtheangle，basedonwh

5、ich，thedeflectionabilityoftwokindsofRSSwereoptimized．TheresultshowedthatthebackuptypeRSSshouldbematchedwithsideaggressivebittoquicklyandaccuratelyadjustthetrajectory,SOitperformedwellinsoftformationwithsmallweightOilbit(WOB)．Longgaugeprotectionbitwasfit

6、fordirectionalRSSsothattheWOBcouldbeguidedtothedirectionofbitangle，andtheRSShadsteadydeflectionrateandthewelltrajectorywaspredictable．TheapplicationsofRSSverifiedtheanalysisresults．Keywords：rotarysteeringsystem；backuptype；directiontype；extendreachwell；s

7、teeringcontrol旋转导向系统RSS(RotarySteerableSystems)据的推靠式RSS的造斜率模型，但这个模型着重研分为推靠式和指向式两种，RSS以其优良的导向控究了钻头切削性能，对于推靠式RSS的力学性能研制和降低摩阻的能力广泛用于大位移井以及长水平究并未涉及。Junichi给出了基于简单几何原理下段水平井。近年来，国内对于其结构原理和现场应的推靠式和指向式两类RSS的造斜率公式，原理用做了很多研究¨。J。但对于旋转导向系统尤其是推导类似于弯外壳马达的“三点定圆”造斜率公式，

8、指向式RSS的造斜性能缺乏理论和系统的研究。虽这种推导由于假设钻具是完全刚性的，所以误差较然旋转导向系统可以实现实时控制，但如果不了解大。导向工具的导向能力最终要靠钻头的切削来实其造斜性能，就无法完全充分发挥其性能。国外由现。为了预测钻头的走向，就要研究在导向工具侧于使用较早，已经开始出现了旋转导向系统造斜性向力和钻压作用下钻头的侧向和轴向的钻进速度。能的研究。PPastusek等人提出了基于室内试验数Ho．H．S提出了钻头切削各向异性的概念，以及相应基