钻孔弯曲与定向钻进课件.ppt

《钻孔弯曲与定向钻进课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章孔斜控制与定向钻进技术一、深孔钻进方向控制的意义防止孔斜超差是钻探质量的一项重要指标，是钻探获取准确地质资料的基本要求。定向钻进是钻探、钻井工程领域近来迅速发展的新技术方法。它的优势体现在越来越广泛的用途上。纠正钻孔弯曲绕过事故钻具斜孔、弯曲孔达到的地质和工程目的多底分支孔（垂直和水平），节约勘探成本水平孔钻采石油天然气可溶性矿床钻采对接孔煤层气羽状孔非开挖水平定向钻进铺管78口井中共钻535主分支（legs），钻出100万英尺分支井，主支井中最多达12个分支(lateral)地点：Galveston,Texas公司：LarryCo

2、meauandCurtisCheathamLarryPrecisionDrilling二、钻孔轨迹三维量化由空间几何学和计算机图形技术结合，形成钻孔轨迹三维量化可视化程序，大大提高了快速分析钻孔弯曲情况的能力。方位角钻孔顶角（井斜角、俯仰角）三、孔斜测试技术1、传统测斜仪重锤式、氢氟酸玻管式、机械磁针罗盘式、照相记录式、钻杆定向式等均为上世纪80年代以前的测斜仪型式。2、加速度计测斜仪其原理是由2个相互正交安放的微型电子加速度传感器获得的2个重力加速度分量进行合成计算，得到唯一的1个倾斜角值和1个工具面角值，从而得到钻孔顶角和钻具控向面

3、角。其测试精度高，测试速度快，是现代钻探孔斜测试的发展方向。3、电子罗盘电子罗盘由三维磁阻传感器、两个倾角传感器和MCU构成。三维磁阻传感器用来测量地球磁场，倾角传感器是在磁力仪非水平状态时进行补偿；MCU处理磁力仪和倾角传感器的信号以及数据输出和软铁、硬铁补偿。用它可以准确、迅速地测试钻孔方位角。由加速度计和电子罗盘组成的岩心钻探回放式新型测斜仪4、陀螺测斜仪陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体方位的仪器。其原理是：一个高速旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。陀螺仪由3个相互正交的高速电机组成，一般能达到每分钟几万

4、转以上，从而始终保持既定方向，安装在定向钻头上，能随钻测试钻具三维方向。它的最大应用特点之一是不受地磁影响。四、防斜保直钻进技术要点（一）、造成孔斜的原因地质因素：斜向构造，层理、片理发育，软硬互层，破碎、溶洞、卵砾石工艺技术因素：开孔垂直度、下部弯曲、下部重力、扶正性差、孔壁超径、孔壁软弱、粗径钻具、钻进方法、轴压过大、转速与泵量（二）、一般防斜措施1、按照地层条件布置和设计钻孔(1)按勘探网布置钻孔时，尽可能使钻孔垂直于岩层层面及岩层走向，尽可能避免穿过溶洞、老窿，尽量减少破碎、松软、卵砾石层的工作量。(2)必须穿过松软、破碎、厚的砂

5、卵砾石覆盖层、裂隙及溶洞地层时，应尽可能设计垂直孔。〔3)对软硬不均，层理、片理发育的地层，所设计钻孔的方向应力求与层理面垂直。2、确保设备安装和开孔质量〔1)设备安装前，地基要平整、坚实，基台木要水平、稳固。(2)钻机钻塔要对正，立轴倾角、方位要符合开孔的设计要求。钻进过程中要经常检查和校正立轴方向。(3)保证按设计方向开孔，开孔粗径钻具要直，孔口管要按设计方向固定牢。3、采用合理的钻进方法和规程参数(1)尽可能采用小口径钻进，避免钢粒钻进，恰当选用冲击回转钻进。(2)钻进规程参数的合理选择应能保证较高机械钻速，减小孔壁间隙，减小下部钻

6、具弯曲。4.正确选用钻具(1)钻具应直而圆、不弯曲、不偏心、连接后同心度好.粗径钻具应有足够长度。(2)应尽可能采用钻锭加压，钻挺重量应大于孔底所需钻压，使中和点落在钻挺上。(3)扩孔或换径时，钻具必须带有导向。（三）钟摆、钻铤、满眼钻具（四）主动垂钻系统基本原理：孔底钻具径向顶推五、定向钻进原理与钻具1、偏心楔人工弯曲2、机械式连续造斜3、螺杆马达造斜定向螺杆马达（又称泥浆马达）的又一功能就是定向钻进。孔底钻具由一弯接头和一孔底动力钻头构成，动力钻头内有一液力螺杆马达。钻杆和弯接头固为一体，动力钻头与弯接头之间可相对转动（如图3-1-9

7、）。造斜时，钻井液通过钻杆进入动力钻头，驱动螺杆马达旋转，带动钻头碎岩，而钻杆和弯接头不回转，只传递轴向给进力，由此钻出弧形造斜孔。孔底钻具内部有一套方向检测仪器，可以随钻检测孔底钻杆倾斜角、钻具方位角和钻具面向角三个关键参数。在非开挖定向钻进中，多通过有缆方式将所测得的信号经钻杆传至地面。也可以用泥浆脉冲方式传输信号。信号到达地面后，反映孔底钻具方向的三个关键参数可以直接读出，并经过对钻杆倾角和钻具方位角的累加计算获得当前孔底钻头所在的地下空间位置。再通过调整钻具面向角来确定接下来的钻进方向。弯外管是带有一定偏转角度的一段弯钻杆，使钻头

8、（孔底钻具）与钻杆间形成一定的偏角，两端分别连接钻杆和孔底钻具。在水平定向钻进中，当钻杆不回转时，利用该偏转角提供的扭矩，使钻孔按照弯外管弯曲的方向发生偏斜，是定向钻进中控制钻孔弯曲的关键部件