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中国石油大学学报（自然科学版） 2017年第3期41卷 84-91页

作者：吴超王磊金衍陈小锋刘建华页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100101 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院北京100101 中国石油大学石油工程学院北京102249

针对常规导向钻井技术在适用范围、预测能力与运行成本等方面的局限性,在考察岩石物理及力学参数和地球物理信息之间定量关系的基础上,将地震反演、地质统计、地震属性分析、岩石力学方法与钻井工程实际需求密切结合,提出地质力学特征... 详细信息

针对常规导向钻井技术在适用范围、预测能力与运行成本等方面的局限性,在考察岩石物理及力学参数和地球物理信息之间定量关系的基础上,将地震反演、地质统计、地震属性分析、岩石力学方法与钻井工程实际需求密切结合,提出地质力学特征评价新方法,基于其对导向钻井系统进行优化。新技术以常规地震和测井资料为基础,充分结合钻井、录井等实钻信息,钻前建立地质力学初始模型用于钻井设计,钻进过程中参考实钻资料随钻修正并更新钻前模型用于钻井工艺实时优化,其关键环节是准确预测钻头前方待钻地层的强度、地应力、孔隙压力、坍塌压力、破裂压力等力学参数。以井壁稳定预测及其工程运用为重点,论述导向钻井优化中岩石力学理论和地球物理算法结合运用的思路与技术流程,将该方法在西南、西北复杂探区进行应用。现场应用表明,优化的导向钻井系统可以达到理想的参数预测精度与工艺优化效果,指导安全、优质、快速、低成本钻井的能力得到了提高。

关键词：导向钻井优化地质力学特征井壁稳定随钻修正

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基于地层特性和井眼轨迹的导向钻井控制方法

基于地层特性和井眼轨迹的导向钻井控制方法

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作者：刘修善 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号

本发明提供了一种基于地层特性和井眼轨迹的导向钻井控制方法，其包括：基于邻井实钻资料反演得到地层井斜率和地层方位率，以表征由地层自然造斜所产生的井斜变化率和方位变化率；根据井眼方向、空间坐标的控制要求设计井眼轨迹；基于... 详细信息

标准号: CN111119735A

本发明提供了一种基于地层特性和井眼轨迹的导向钻井控制方法，其包括：基于邻井实钻资料反演得到地层井斜率和地层方位率，以表征由地层自然造斜所产生的井斜变化率和方位变化率；根据井眼方向、空间坐标的控制要求设计井眼轨迹；基于地层井斜率、地层方位率和所述井眼轨迹，计算工具井斜率、工具方位率和工具井斜角，以表征由导向钻具所产生的井斜变化率、方位变化率和井斜角；基于工具井斜率、工具方位率和工具井斜角，计算出导向钻具的工具造斜率和工具面角，随钻控制并监测导向钻具的定向造斜特性，以钻出预期井眼轨迹。本发明用于定向井、水平井、大位移井等各种复杂结构井的设计与施工，适用于滑动导向、旋转导向、复合导向等各种钻井方式。

关键词：地层井眼轨迹导向钻井斜角方位变化率变化率井斜造斜复杂结构井大位移井导向钻井地层特性复合导向工具面角滑动导向计算工具空间坐标控制要求旋转导向钻井方式定向井水平井反演井眼随钻监测施工

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一种基于井下动力马达的自动推进导向钻井三蜗轮共轴驱动装置

一种基于井下动力马达的自动推进导向钻井三蜗轮共轴驱动装置

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作者：易先中盛治新刘军辉刘航铭房军 434020 湖北省荆州市荆州区南环路1号

本实用新型涉及一种基于井下动力马达的自动推进导向钻井三蜗轮共轴驱动装置，属石油、天然气开采工具技术领域。下壳体内通过下径向承载件安装有下接头，上壳体和中间壳体内通过上径向承载件和滚动轴承安装有驱动轴，驱动轴与短节螺纹... 详细信息

标准号: CN209179690U

本实用新型涉及一种基于井下动力马达的自动推进导向钻井三蜗轮共轴驱动装置，属石油、天然气开采工具技术领域。下壳体内通过下径向承载件安装有下接头，上壳体和中间壳体内通过上径向承载件和滚动轴承安装有驱动轴，驱动轴与短节螺纹连接。该三蜗轮共轴驱动装置结构简单，实用性好，工作过程中，在驱动轴的作用下驱动涡轮沿着井壁爬行前进；从而使整个工具在驱动涡轮的作用下自动沿着井壁爬行前进；然后通过下接头将作用力传递给钻头，从而提高了机械钻速，解决了现有常规钻井中的卡钻事故，该三蜗轮共轴驱动装置具有使用简单，井下施工安全性高的特点，对缩短钻井周期和降低钻井成本具有积极的推广意义。

关键词：共轴驱动驱动轴蜗轮径向承载下接头涡轮井壁爬行滚动轴承天然气开采体内工具技术领域本实用新型作用力传递驱动常规钻井导向钻井动力马达机械钻速井下施工卡钻事故螺纹连接装置结构自动推进钻井成本钻井周期上壳体中间壳钻头短节井下下壳石油

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一种基于井下动力马达的自动推进导向钻井三蜗轮共轴驱动装置

一种基于井下动力马达的自动推进导向钻井三蜗轮共轴驱动装置

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作者：易先中盛治新刘军辉刘航铭房军 434020 湖北省荆州市荆州区南环路1号

本发明涉及一种基于井下动力马达的自动推进导向钻井三蜗轮共轴驱动装置，属石油、天然气开采工具技术领域。下壳体内通过下径向承载件安装有下接头，上壳体和中间壳体内通过上径向承载件和滚动轴承安装有驱动轴，驱动轴与短节螺纹连接... 详细信息

标准号: CN109184554A

本发明涉及一种基于井下动力马达的自动推进导向钻井三蜗轮共轴驱动装置，属石油、天然气开采工具技术领域。下壳体内通过下径向承载件安装有下接头，上壳体和中间壳体内通过上径向承载件和滚动轴承安装有驱动轴，驱动轴与短节螺纹连接。该三蜗轮共轴驱动装置结构简单，实用性好，工作过程中，在驱动轴的作用下驱动涡轮沿着井壁爬行前进；从而使整个工具在驱动涡轮的作用下自动沿着井壁爬行前进；然后通过下接头将作用力传递给钻头，从而提高了机械钻速，解决了现有常规钻井中的卡钻事故，该三蜗轮共轴驱动装置具有使用简单，井下施工安全性高的特点，对缩短钻井周期和降低钻井成本具有积极的推广意义。

关键词：共轴驱动驱动轴蜗轮径向承载下接头涡轮井壁爬行滚动轴承天然气开采体内工具技术领域作用力传递驱动常规钻井导向钻井动力马达机械钻速井下施工卡钻事故螺纹连接装置结构自动推进钻井成本钻井周期上壳体中间壳钻头短节井下下壳石油

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指向式导向钻井工具控制轴的姿态测量方法研究

指向式导向钻井工具控制轴的姿态测量方法研究

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作者：王彤西安石油大学

学位级别：硕士

在导向钻井过程中,导向控制所需要的井下工具姿态参数主要有工具的旋转速度、工具倾角、工具方位角等,对这些参数的准确、实时测量是导向钻井工具实现导向控制的前提条件,也是井下控制系统进行反馈控制、确保造成所期望的井眼轨迹的关... 详细信息

在导向钻井过程中,导向控制所需要的井下工具姿态参数主要有工具的旋转速度、工具倾角、工具方位角等,对这些参数的准确、实时测量是导向钻井工具实现导向控制的前提条件,也是井下控制系统进行反馈控制、确保造成所期望的井眼轨迹的关键。论文针对一种新型指向式导向钻井工具的地面模拟测试实验的测量要求,研究了导向轴的姿态测量问题,研制了一套导向轴姿态测量装置,主要研究成果如下:1.分析了旋转、摇摆运动中的导向轴姿态测量要求,设计了基于重力加速度计和速率陀螺仪的导向轴姿态测量方案,研究了旋转运动对重力加速度传感器输出信号的影响规律,提出了消除(削弱)工具旋转影响的姿态测量误差校正方法,建立了导向轴姿态解算方法;2.根据指向式导向钻井工具地面模拟测试实验对导向轴姿态解算的测量要求,基于dsPIC30F4011单片机,设计了能安装在旋转的导向轴(筒)内部的导向轴姿态采集子系统,完成了系统的软硬件设计和调试;经过布局优化和器件优选,使整个子系统能封装在直径为58mm、长度为120mm的导向轴电子仓(筒)内;实验测试了该子系统的功能和性能;3.设计了安装在地面模拟实验控制台内的导向轴姿态解算子系统,完成了姿态解算、D/A变换、信号输出等硬件电路和功能软件的设计与调试,并测试实验了该子系统的性能;针对地面模拟实验时需要将旋转的导向轴姿态测量信息传输至静止的实验控制台的要求,设计了无线传输的软硬件;4.分别采用CS-3LAS加速度计和ADXL337加速度计,测试了导向轴姿态测量系统的性能。测试表明,前者由于传感器失效导致系统性能不能满足设计要求;后者的无线通讯功能稳定、导向轴倾角测量误差不超过0.4°,相对方位角测量误差不超过4°,满足地面模拟实验对导向轴姿态测量的误差要求。本文的研究成果对该指向式导向钻井工具的研究具有实际应用价值,并已被该工具的地面模拟测试实验所使用。

关键词：姿态测量转速补偿导向钻井无线传输

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导向钻井铺管方法

导向钻井铺管方法

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作者：金江锋王国表杨增光施建华崔文 315200 浙江省宁波市镇海中山路26号

本发明公开了一种导向钻井铺管方法，其技术方案要点是，包括如下步骤：步骤1、导向；步骤2、初次抽液；步骤3、二次抽液；步骤4、回拖管线。在导向的过程中，施工的时间较长，在导向钻钻孔的时候内部会残留大量的钻出液，这样导向孔行... 详细信息

标准号: CN105971518B

本发明公开了一种导向钻井铺管方法，其技术方案要点是，包括如下步骤：步骤1、导向；步骤2、初次抽液；步骤3、二次抽液；步骤4、回拖管线。在导向的过程中，施工的时间较长，在导向钻钻孔的时候内部会残留大量的钻出液，这样导向孔行进到一半的时候，基本导向钻处于最低点，同时，二次抽液的时候，也是将抽液管伸到最低点，这个时候利用抽液管进行抽液，基本能够保证能够其一次性将内部的液体全部都抽掉。

关键词：抽液抽液管导向钻技术方案要点导向钻井导向孔一次性铺管钻孔残留行进施工保证

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导向钻井工具冗余姿态测量与系统重构方法

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石油学报 2015年第11期36卷 1433-1440页

作者：刘自理严卫生康思民刘自慎汪跃龙张守旭西北工业大学航海学院陕西西安710072 西安石油大学陕西省钻机控制技术重点实验室陕西西安710065 中国石油辽阳石化公司辽宁辽阳111003

为实现调制式导向钻井工具井眼轨迹的精确可靠控制,导向钻井工具井下姿态的实时测量至关重要。针对恶劣工况下测量系统可靠性差的问题,提出了一种非正交四轴重力加速度计的姿态测量方法,给出了对应的姿态参数求解和信号有效性判定公式... 详细信息

为实现调制式导向钻井工具井眼轨迹的精确可靠控制,导向钻井工具井下姿态的实时测量至关重要。针对恶劣工况下测量系统可靠性差的问题,提出了一种非正交四轴重力加速度计的姿态测量方法,给出了对应的姿态参数求解和信号有效性判定公式。针对小井斜状态下姿态参数测不准问题,提出了四轴重力加速度计初始倾斜安装的非正交测量方法,显著提高了测量精度。针对井下恶劣工况中加速度计易损易失效问题,提出了双冗余非正交四轴重力加速度计测量方法,给出了双冗余重力加速度计关联信号的相互转换公式,讨论了依据信号特征判定重力加速度计故障的方法及故障诊断流程,并据此建立了系统重构方案。水力驱动测试实验表明,工具姿态测量准确,控制平台角度位置稳定。

关键词：姿态测量冗余系统重构非正交导向钻井

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一种机械导向钻井工具

一种机械导向钻井工具

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作者：裴绪建 457001 河南省濮阳市中原路超越小区23楼3单元6室

本实用新型提供一种机械导向钻井工具，主要由上接头、冲管偏重块、外筒、下接头、泄压阀、柱塞和推板组成。根据冲管偏重块的扇形冲管缺口方向与偏重块方向的相对位置不同，机械导向钻井工具可以实现增斜、降斜或扭方位导向钻井，解决... 详细信息

标准号: CN206246059U

本实用新型提供一种机械导向钻井工具，主要由上接头、冲管偏重块、外筒、下接头、泄压阀、柱塞和推板组成。根据冲管偏重块的扇形冲管缺口方向与偏重块方向的相对位置不同，机械导向钻井工具可以实现增斜、降斜或扭方位导向钻井，解决定向井、水平井中的定向困难、岩屑床和托压等难题。在直井中，可降斜的机械导向钻井工具又是一种特殊垂直钻井工具，解决直井防斜和降斜问题。对于机械导向钻井工具来说，不仅其工具面与扇形冲管缺口角度大小无关，而且其导向钻井的井眼曲率通过立管旁通阀分流装置可以间接调整，满足不同井眼轨迹设计要求。

关键词：机械导向钻井工具冲管降斜直井垂直钻井工具本实用新型导向钻井方位导向分流装置间接调整井眼轨迹井眼曲率缺口方向定向井工具面旁通阀上接头水平井下接头泄压阀防斜立管推板外筒岩屑增斜柱塞钻井

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一种导向钻井入靶形势预测的通用方法

一种导向钻井入靶形势预测的通用方法

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作者：刘修善 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号

本发明公开了一种导向钻井入靶形势预测的通用方法，包括以下步骤：基于实钻轨迹最后两测点的测斜数据，计算末测段的轨迹特征参数；基于实钻轨迹末测段的轨迹特征参数计算井底点的轨迹参数；建立通用的靶平面方程以及靶点坐标系与井口... 详细信息

标准号: CN103883312B

本发明公开了一种导向钻井入靶形势预测的通用方法，包括以下步骤：基于实钻轨迹最后两测点的测斜数据，计算末测段的轨迹特征参数；基于实钻轨迹末测段的轨迹特征参数计算井底点的轨迹参数；建立通用的靶平面方程以及靶点坐标系与井口坐标系之间的坐标转换关系；按着陆控制的预期导向钻井工艺，确定预测轨迹的井眼轨迹模型及轨迹特征参数，并建立预测轨迹的坐标方程；建立并求解预测轨迹的约束方程，得到预测轨迹的井段长度；计算入靶位置并判别是否中靶，预测入靶方向。本发明提供的方法能预测出入靶位置和入靶方向，适用于定向井、水平井等不同井型甚至特殊形态的靶区以及滑动导向钻井、旋转导向钻井、复合导向钻井等各种钻井方式。

关键词：预测轨迹轨迹特征导向钻井入靶方向靶位置测段钻井预测井眼轨迹模型旋转导向钻井坐标转换关系参数计算测斜数据复合导向轨迹参数滑动导向平面方程约束方程钻井方式坐标方程定向井水平井通用的求解靶点靶区测点井段井型井口着陆通用

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一种中靶优先着陆控制的通用导向钻井方法

一种中靶优先着陆控制的通用导向钻井方法

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作者：刘修善 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号

本发明公开了一种中靶优先着陆控制的通用导向钻井方法，其包括以下步骤：根据测斜数据，采用外推法计算井底点的轨迹参数；在靶平面上选定入靶点的位置，计算入靶点的空间坐标；建立并求解着陆轨迹的约束方程，得到轨迹特征参数和井段... 详细信息

标准号: CN103883307B

本发明公开了一种中靶优先着陆控制的通用导向钻井方法，其包括以下步骤：根据测斜数据，采用外推法计算井底点的轨迹参数；在靶平面上选定入靶点的位置，计算入靶点的空间坐标；建立并求解着陆轨迹的约束方程，得到轨迹特征参数和井段长度；计算入靶方向，校核是否满足工程要求；用纵横网格线将靶区窗口划分成多个网格单元，分别将每个纵横网格线的交点作为一个入靶点位置，以进一步优化着陆控制方案；根据最优的着陆控制方案，按相应的井眼轨迹模型计算着陆轨迹的分点参数并输出设计结果。本发明可以采用最简单的工艺、最少的工序或者说最少的起下钻次数满足了着陆入靶的轨迹控制要求，技术方案简明、实用性强。

关键词：着陆网格线靶点井眼轨迹模型外推法计算靶点位置测斜数据导向钻井工程要求轨迹参数轨迹控制轨迹特征空间坐标入靶方向设计结果网格单元约束方程起下钻靶区井段求解校核输出通用优化

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