捷联式自动垂直钻井系统的研制及现场试验

第 3 8卷 第 3期 2 0 1 0年 5月 石 油 钻 探 技 术 P ETR( ) I EUM DRI l I I NG TE ( 、 HNI QUE S VO L 3 8 No ． 3 M ay， 20】 0 ． ． “ 8 6 3 ” 计 划专栏 捷 联 式 自动 垂 直钻 井 系统 的研 制及 现场 试 验 王 锡 洲 ( 中国石油化工股份有 限公 司 科技开发部 ， 北京 1 0 0 7 2 8 ) 摘 要 ： 为 了有 效 解 决 钻 井工 程 中 高陡 构 造 及 大 倾 角 地 层 防 斜 打 快 的技 术 难 题 ， 自主 研 发 了捷 联 式 自动 垂 直 钻 井 系统 。 该 系统 采 用 动 态推 靠 方 式 实现 钻 进 过 程 中 的 主 动 防 斜 、 纠 斜 ， 其 中捷 联 式 稳 定 平 台是 该 系 统 的 核 心 。 该 系统 主 要 由基 于 旋 转 基 座 的 测 量短 节 、 井 下 发 电 机 、 无 刷 力矩 电机 、 旋 转 变 压 器 和 防 斜 纠 斜执 行 机 构 等 组 成 。在 稳定平 台的控 制下 ， 力矩 电机驱动执 行机构 中的盘阀对过流的钻 井液进行控制 ， 利 用活塞驱动翼肋推 靠并壁 ， 产生 具 有 纠斜 作 用 的侧 向推 靠 力 ， 以 实 现 防 斜 、 纠 斜 功 能 。宁 深 1井 的 现 场 试 验 证 明 ， 捷 联 式 自动 垂 直钻 井 系统 工作 原 理正确， 结构可靠 ， 能够在主动 、 适时防斜 的同时， 有效释放钻压 ， 提 高钻速 。该 系统的研 制成功 为直井的 防斜打 快 提 供 了一 种 新 的技 术 手 段 ， 具 有 广 阔 的应 用前 景 。 关 键 词 ： 垂 直 钻 井 ； 井斜 控 制 ； 机 械 钻 速 ； 宁 深 1井 中 图分 类 号 ： TE 9 2 1 ． 2 文 献 标 识 码 ： A 文 章 编 号 ： 1 0 0 1 — 0 8 9 0 ( 2 0 1 0 ) 0 3 — 0 0 1 3 — 0 4 随着石 油勘探 开 发 形 势 的发 展 ， 探 寻 油气 领 域 的不断拓 宽 ， 钻 井工 程 所 面 临 的地 面 和 地下 条 件 日 趋 复杂 。在 我 国西 部 新 区及 川 东 北 地 区 ， 高 陡构 造 及 大倾 角地层 的 防斜 打快 仍然 是一个 尚未解决 的技 术 难题 l 】 ] 。而传 统 直 井 的井 斜 控 制 主要 是 采 用 钟 摆 钻具组合 ， 但......