钻井工程 第五章.pptVIP

2.三种典型的旋转导向钻井系统简介 (1)AutoTrak 旋转闭环钻井系统（RCLS） 1993年，意大利 AGIP 公司和美国 Baker Hughes INTEQ 公司研制出旋转闭环系统；1996年在4口井中试验成功；1997年注册为AutoTrak；截至2002年7月，累计进尺1.6×106m。 (2)PowerDrive 旋转导向钻井系统（SRD） 1994年，英国 Camco 公司研制出旋转导向钻井系统，并在英格兰Montrose地区试验成功；1999年， Camco 公司与美国Schlumberger公司的Anadrill公司合并，SRD系统注册为PowerDrive；截至1999年底，累计进尺47780m。 (3) Geo-Pilot 旋转导向自动钻井系统 1999年，日本 JNOC公司与美国Sperry-Sun公司合作，以Halliburton公司的名义推出 Geo-Pilot 旋转导向自动钻井系统。 六、定向井轨迹控制的基本方法 垂直段、造斜段、增斜段、稳斜段、降斜段、扭方位井段。 1.垂直井段 利用防斜打直技术（满眼钻具、钟摆钻具）。 2.定向造斜段 使用动力钻具造斜工具造斜。套管开窗侧钻用变向器。 造斜段长度一般以井斜角达到8°～10°为准。 3.增斜井段 一般用动力钻具定向造斜到一定角度（8°～10°）后，换用转盘钻利用增斜钻具组合继续增斜。 4.稳斜井段 尽可能使用转盘钻扶正器钻具组合进行控制。 5.扭方位井段 转盘钻扶正器组合不能控制井斜方位。必须用动力钻具造斜工具扭方位。 七．扭方位计算 装置角计算、动力钻具反扭角计算、定向方位角计算。 1.置角的概念 OA线称为“高边方向线”。Ｃ点是钻头中心，OC线称为“装置方向线”。 以高边方向线为始边，顺时针旋转到装置方向线上所转过的角度，称为造斜工具的装置角。用ω表示。 工具面：造斜工具作用方向线与钻柱轴线构成的平面（弯接头的两条交叉轴线所在的平面）。装置角也称为工具面角。 井斜铅垂面：过井斜方位线的铅垂面。 高边方向线：在井底平面上自井眼低边指向井眼高边的方向线。 装置方位角：装置角与井斜方位角之和。以φω表示。 ω 、φω是装置角的两种不同表示形式，ω称为高边模式工具面角；φω称为正北（磁北）模式工具面角。 ω是井底平面（斜面）上的角度，不易测量； φω是水平面上的角度，可以测量，用于定向。 ω 、φω在0°～360°内变化，顺时针为“+”，逆时针为“-”。 2.装置角与井斜角、方位角的关系 （1）基本关系 cosα2=cosα1cosγ-sinα1sinγcosω cosγ=cosα1cosα2+sinα1sinα2cosΔφ tanΔφ=（sinγsinω）/ （sinα1cosγ+cosα1sinγcosω） （2）ω对α、φ的影响 ω=0°，cosα2=cos（α1+γ），α2=α1+γ， （全增斜） ω=180°，cosα2=cos（α1-γ），α2=α1-γ， （全降斜） ω=?90°，cosα2=cosα1cosγ，α2?α1， （近似稳斜，90°扭方位） α1=α2，已知Δφ，cosω=-tan（γ/2）/tanα1， （稳斜扭方位） 0°?ω?90°+Δω，增斜增方位。 90°+Δω?ω?180°，降斜增方位。 180°?ω?270°-Δω，降斜减方位。 270°+Δω?ω?360°，增斜减方位。 ω=270° 目前井斜方位线 ω=0° ω=90° ω=180° 增方位 减方位 增 斜 降 斜 Δω Δω 3.装置角的计算 已知条件：目前井斜角α1、方位角φ1；欲达到的井斜角 α2、方位角φ2；工具造斜率Ｋc。 求解内容：造斜工具的装置角ω；达到要求需要钻进的 井段长度ΔDm 。 （1）解析法 cosγ= cosα1 cosα2+sinα1sinα2cosΔφ cosω=(cosα1cosγ-cosα2)/(sinα1sinγ) ΔDm =30γ/K 注意：求ω时反余弦的定义域为0°～180°。 设cosω= C， 当Δφ0，ω=arccosC；当Δφ0，ω= -arccosC 上述三个公式中，共有７个参数：α1，α2，Δφ，γ，Ｋ，ω，ΔDm 。显然若已知其中４个就可求的另外三个，可根据扭方位的实际情况灵活应用。 （2）图解法 选择比例尺，用单位线