旋轉導向鉆井工具簡介-課件

1、旋轉導向鉆井工具簡介報 告 人： 惠 坤 亮指導老師：丁慶新教授1PPT課件旋轉導向鉆井工具簡介報 告 人： 惠 坤 亮1PPT課件目錄2PPT課件目錄2PPT課件背景：為克服滑動導向技術的不足，從20世紀80年代后期，國際上開始研究旋轉導向鉆井技術。發(fā)展：20世紀90年代初期,多家公司形成了商業(yè)化的旋轉導向技術，目前有三種比較成熟導向系統(tǒng)。組成：旋轉導向鉆井系統(tǒng)實質上是一個旋轉導向工具與測量傳輸儀器（MWD/LWD）聯(lián)合組成的井下閉環(huán)工具系統(tǒng)。應用：非常適合目前開發(fā)特殊油藏的超深井、高難度定向井、水平井、大位移井和水平分支井等。旋轉導向鉆井技術概況3PPT課件背景：為克服滑動導向技術的不足，

2、從20世紀80年代后期，國際典型旋轉導向鉆井工具介紹Baker Hughes推出的Auto Trak不旋轉外筒式閉環(huán)自動導向鉆井系統(tǒng)。Schlumberger Anadrill公司的Power Drive全旋轉導向鉆井系統(tǒng)。Sperry-Sun 產品服務公司推出的Geo-Pilot旋轉導向自動鉆井系統(tǒng)。4PPT課件典型旋轉導向鉆井工具介紹Baker Hughes推出的Aut工作原理:AutoTrak RCLS系統(tǒng)的井下偏置導向工具由不旋轉外套和旋轉心軸兩大部分通過上下軸承連接形成一可相對轉動的結構。旋轉心軸上接鉆柱，下接鉆頭，起傳遞鉆壓、扭矩和輸送鉆井液的作用。不旋轉外套上設置有井下CPU、控

3、制部分和支撐翼肋。1.Auto Trak 旋轉導向鉆井系統(tǒng)5PPT課件工作原理:1.Auto Trak 旋轉導向鉆井系統(tǒng)5PPT課偏 置 原 理6PPT課件偏 置 原 理6PPT課件2.Power Drive 旋轉導向鉆井系統(tǒng)產品特點：1、系統(tǒng)是全旋轉式的。2、該系統(tǒng)由穩(wěn)定平臺單元、工作液控制分配單元及偏置執(zhí)行機構3部分組成。7PPT課件2.Power Drive 旋轉導向鉆井系統(tǒng)產品特點：7PP偏置單元Pad outPad in8PPT課件偏置單元Pad outPad in8PPT課件導 向 原 理9PPT課件導 向 原 理9PPT課件主要特點：外筒不旋轉，改變角度導向3.Geo-Pilot

4、旋轉導向鉆井系統(tǒng)10PPT課件主要特點：外筒不旋轉，改變角度導向3.Geo-Pilot旋轉導 向 原 理11PPT課件導 向 原 理11PPT課件偏 置 原 理12PPT課件偏 置 原 理12PPT課件旋轉導向鉆井工具的分類及對比旋轉導向系統(tǒng)按導向方式可分為兩類：推靠式(Push the bit) 和指向式(Point the bit)。旋轉導向系統(tǒng)按偏置機構的工作方式又可分為靜態(tài)偏置式(Static Bias) 和動態(tài)偏置式(Dynamic Bias ,即調制式(Modulated) ) 二種。13PPT課件旋轉導向鉆井工具的分類及對比旋轉導向系統(tǒng)按導向方式可分為兩類靜態(tài)偏置推靠鉆頭工作方式

5、動態(tài)偏置推靠鉆頭工作方式靜態(tài)偏置指向鉆頭工作方式動態(tài)偏置指向鉆頭工作方式14PPT課件靜態(tài)偏置推靠鉆頭工作方式動態(tài)偏置推靠鉆頭工作方式靜態(tài)偏置指向 推靠式旋轉導向系統(tǒng)的特點：側向力大, 造斜率高, 但旋轉導向鉆出的井眼狗腿大, 軌跡波動大, 不平滑。鉆頭和鉆頭軸承的磨損較嚴重。 指向式旋轉導向系統(tǒng)的特點：能鉆出較平滑的井眼；摩阻和扭矩較??；可以使用較大的鉆壓；機械鉆速較高；有助于發(fā)揮鉆頭的性能；鉆頭及其軸承承受的側向載荷較??；極限位移增加。但是造斜率較低。15PPT課件 推靠式旋轉導向系統(tǒng)的特點：側向力大, 造斜率高, 但推靠式指向式16PPT課件推靠式指向式16PPT課件旋轉導向鉆井系統(tǒng)17

6、PPT課件旋轉導向鉆井系統(tǒng)17PPT課件三種不同方式旋轉導向系統(tǒng)對比18PPT課件三種不同方式旋轉導向系統(tǒng)對比18PPT課件三種主流鉆井旋轉系統(tǒng)結構對比Auto Track RCLS：位移工作方式、靜止外套、小型化能力差、結構復雜等。Power Drive SRD：鉆頭和鉆頭軸承的磨損較嚴重,工作壽命有待進一步提高。Geo-Pilot：鉆柱承受高強度的交變應力,鉆柱容易發(fā)生疲勞破壞。19PPT課件三種主流鉆井旋轉系統(tǒng)結構對比Auto Track RCLS：國外旋轉導向工具研究的新進展1、結合了哈里伯頓的GeoPilot的指向式原理和斯倫貝謝的Power Drive的動態(tài)全旋轉結構；2、2000

7、年的SPE年度技術大會上斯倫貝謝公司就提出了一種新的動態(tài)偏置指向式旋轉導向系統(tǒng)；3、在2004年投入市場使用，定型為Power Drive Xceed，同年被美國Harts E&P雜志評出2004年世界16大工程技術創(chuàng)新特別貢獻獎，被稱為是劃時代的產品。20PPT課件國外旋轉導向工具研究的新進展1、結合了哈里伯頓的GeoPi21PPT課件21PPT課件重要的組成部分：近鉆頭穩(wěn)定器(樞軸穩(wěn)定器)，擁有4個螺旋形刀鋒翼肋且相互“環(huán)布”連接，并為旋轉中心軸提供固定支點；導向作業(yè)時，樞軸穩(wěn)定器給鉆頭提供一個固定的支點以便指向鉆頭順利完成導向，并且支點離鉆頭的距離越近鉆頭獲得的指向力就越大。22PPT課

8、件重要的組成部分：近鉆頭穩(wěn)定器(樞軸穩(wěn)定器)，擁有4個螺旋形刀國內旋轉導向工具研究狀況 1、動態(tài)推進式旋轉導向鉆井工具 2、可控偏心器旋轉導向鉆井工具 3、動態(tài)指向式旋轉導向鉆井工具 4、基于旋轉導向鉆進方式的可控彎接頭系統(tǒng) 5、指向式旋轉導向鉆井工具23PPT課件國內旋轉導向工具研究狀況 1、動態(tài)推進式旋轉導向鉆井工具勝利油田承擔國家“863”計劃“旋轉導向鉆井系統(tǒng)關鍵技術研究”后,與西安石油大學聯(lián)合開發(fā) 原理：斯倫貝謝的PowerDrive基本一樣?，F(xiàn)狀：進行了20 多次的地面試驗,2006 年8 月在營122斜225 井上進行了整個旋轉導向鉆井系統(tǒng)的聯(lián)合現(xiàn)場試驗,獲得了成功。目前已基本成

9、熟。動態(tài)推進式旋轉導向鉆井工具24PPT課件勝利油田承擔國家“863”計劃“旋轉導向鉆井系統(tǒng)關鍵技術研究25PPT課件25PPT課件26PPT課件26PPT課件27PPT課件27PPT課件可控偏心器旋轉導向鉆井由中海石油研究中心、西安石油大學及中海油田服務股份有限公司聯(lián)合研制。導向原理與貝克休斯基本一樣，液壓動力來源于鉆井液2005年11月分別在長慶油田西28-022井、寧37-32井和渤海油田LD5-2-A1井進行了現(xiàn)場鉆井作業(yè)試驗。28PPT課件可控偏心器旋轉導向鉆井由中海石油研究中心、西安石油大學及中海 由海洋石油工程股份有限公司及西南石油大學，結合了哈里伯頓的GeoPilot的指向式結

10、構和斯倫貝謝的Power Drive的隨鉆的下盤閥結構，提出了動態(tài)指向式旋轉導向鉆井工具的設計思想,目前還停留在理論階段。動態(tài)指向式旋轉導向鉆井工具29PPT課件 由海洋石油工程股份有限公司及西南石油大學，結合了哈里伯 由西安石油大學機械工程學院中原油田第三采油廠在CNPC鉆井工程重點實驗室的支持下,對可控彎接頭導向機構基本原理進行了探索性研究,研制出原理性樣機,取得了初步的成果。 基于旋轉導向鉆進方式的可控彎接頭系統(tǒng)30PPT課件 由西安石油大學機械工程學院中原油田第三采油廠在CNPC可控彎接頭導向結構示意圖可控彎接頭導向原理圖31PPT課件可控彎接頭導向結構示意圖可控彎接頭導向原理圖31PPT課件指向式旋轉導向鉆井工具 中國地質大學的李穎對指向式旋轉導向鉆井工具的動力學分析和工作性