[實(shí)用新型]開環(huán)式導(dǎo)向鉆井鉆具組合

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420172577.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN203756033U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宗成;楊維光;費(fèi)建春;王峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣漢華鴻石油機(jī)械制造有限公司
• 主分類號(hào): E21B7/08
• 分類號(hào): E21B7/08;E21B44/00
• 代理公司: 成都華典專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 楊保剛

技術(shù)領(lǐng)域

一種開環(huán)式導(dǎo)向鉆井鉆具組合，用于定向井、水平井鉆井的鉆進(jìn)，屬于石油、地質(zhì)鉆井技術(shù)領(lǐng)域中的鉆具設(shè)備。

背景技術(shù)

在定向井、水平井鉆井中，為了使井眼軌跡得到合理的連續(xù)高效的控制，世界各國相繼開發(fā)、研究了各種相應(yīng)的技術(shù)。導(dǎo)向鉆井技術(shù)是根據(jù)鉆井內(nèi)井眼的軌跡實(shí)時(shí)測量的結(jié)果來實(shí)時(shí)調(diào)整井眼軌跡。井下導(dǎo)向鉆井技術(shù)是一種隨油藏地質(zhì)的要求和鉆井采油地面條件的限制而逐步發(fā)展起來的綜合性技術(shù)，主要用于連續(xù)控制井眼軌跡，它主要包括先進(jìn)的鉆頭（一般為PDC鉆頭）、井下導(dǎo)向工具、隨鉆測量技術(shù)（MWD、LWD等）以及以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的井眼軌跡控制技術(shù),其主要特點(diǎn)是井眼軌跡能夠?qū)崿F(xiàn)隨鉆測量、實(shí)時(shí)調(diào)整。在該項(xiàng)技術(shù)中，井下導(dǎo)向鉆井工具處于核心地位，它決定了一個(gè)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的技術(shù)水平的高低，而導(dǎo)向技術(shù)則是導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

隨著定向井、水平井和大位移延伸井的日益增多，各種相應(yīng)的井下工具相繼出現(xiàn)，如彎接頭、變殼體馬達(dá)、各種穩(wěn)定器、閉環(huán)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)等。這些工具一般可分為兩大類：一類為滑動(dòng)式導(dǎo)向工具，另一類為旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向工具，兩類導(dǎo)向工具的主要區(qū)別在于：導(dǎo)向作業(yè)時(shí)，上部鉆柱是否轉(zhuǎn)動(dòng)，若不轉(zhuǎn)動(dòng)，則為滑動(dòng)式導(dǎo)向工具，否則為旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向工具。

目前國內(nèi)使用的閉環(huán)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)備均為國外生產(chǎn)，只在國內(nèi)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)服務(wù)。該閉環(huán)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)備雖然技術(shù)先進(jìn)，但使用成本極高，阻礙了我國鉆井導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展。在此背景下，為了提高定向井、水平井鉆井的效率，降低油田鉆井成本，我公司研制了開環(huán)式導(dǎo)向技術(shù),該技術(shù)既可以實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)鉆進(jìn)導(dǎo)向，也可以實(shí)現(xiàn)定向井穩(wěn)斜段及水平井水平段旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)。

開環(huán)式導(dǎo)向鉆井的工作原理為：RGS變徑穩(wěn)定器在鉆進(jìn)過程中，通過調(diào)整穩(wěn)定器的尺寸大小，改變下部鉆具的井斜控制能力，從而較準(zhǔn)確地控制井眼的井斜。這種導(dǎo)向技術(shù)通過MWD直接測量可變徑穩(wěn)定器的工作狀態(tài)，通過穩(wěn)定器的尺寸變化實(shí)現(xiàn)不起鉆改變鉆具組合的力學(xué)特性。可變徑穩(wěn)定器可作為鉆具組合（BHA）中微增/降斜裝置的第二穩(wěn)定器，或者是馬達(dá)頂部穩(wěn)定器，也可用于垂直鉆井的穩(wěn)斜和糾斜。通過調(diào)節(jié)穩(wěn)定器的尺寸大小，在定向井的穩(wěn)斜段、水平井的水平段可以精確的控制井眼軌跡盡可能平滑，降低大斜度井或水平井水平段鉆井的安全風(fēng)險(xiǎn)；起下鉆方便、安全，不易卡滯。

開環(huán)式導(dǎo)向鉆井技術(shù)的組成可分為滑動(dòng)式導(dǎo)向鉆具和旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向鉆具兩類，滑動(dòng)式導(dǎo)向鉆具是通過彎外殼馬達(dá)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，它的重點(diǎn)在于如何定向、造斜、扭方位，如何在井下實(shí)時(shí)改變?cè)煨钡膶?dǎo)向能力；旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向鉆具具有旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井功能，這種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的關(guān)鍵技術(shù)是可變徑穩(wěn)定器，一般用于大井斜或水平段鉆進(jìn)時(shí)穩(wěn)斜的條件下。在方位變化較小時(shí)，主要是通過調(diào)整穩(wěn)定器的外徑尺寸來改變BHA的力學(xué)性能，從而達(dá)到控制井斜、控制井眼軌跡的目的。

現(xiàn)有開環(huán)式導(dǎo)向鉆井技術(shù)中的鉆具組合形式為：鉆頭+彎殼體螺桿鉆具+可變徑穩(wěn)定器+無磁鉆鋌/無磁承壓鉆桿+MWD懸掛短節(jié)+鉆桿/加重鉆桿。其中可變徑穩(wěn)定器的外徑根據(jù)設(shè)計(jì)需要，在鉆進(jìn)過程中通過開關(guān)泵的開啟次數(shù)來確定可變徑穩(wěn)定器的外徑的變大或者變小。目前，可變徑穩(wěn)定器的外徑在變大或者變小時(shí)的工作狀態(tài)不能被MWD儀器測量出來，也不能在司鉆閱讀器上直觀地顯示出來，使得現(xiàn)場施工的工程技術(shù)人員無法準(zhǔn)確判斷可變徑穩(wěn)定器的工作狀態(tài)，也就不能在準(zhǔn)確的時(shí)間適時(shí)采取滑動(dòng)或旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向方式實(shí)施控制井眼軌跡。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種鉆井工程技術(shù)人員能夠直觀知曉可變徑穩(wěn)定器的工作狀態(tài)的開環(huán)式導(dǎo)向鉆井鉆具組合。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種開環(huán)式導(dǎo)向鉆井鉆具組合，包括彎殼體螺桿鉆具、可變徑穩(wěn)定器，彎殼體螺桿鉆具一端連接有無磁鉆鋌或無磁承壓鉆桿，可變徑穩(wěn)定器內(nèi)設(shè)有沿可變徑穩(wěn)定器軸線方向移動(dòng)的心軸組件，其特征在于：無磁鉆鋌或無磁承壓鉆桿另一端設(shè)有霍爾傳感器，霍爾傳感器與MWD儀器連接，使霍爾傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)輸送至MWD儀器，MWD儀器通過計(jì)算機(jī)與MWD司鉆閱讀器連接，使MWD獲得的電信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行解碼并最終在MWD司鉆閱讀器上顯示，心軸組件靠近霍爾傳感器的一端設(shè)有磁鋼座，磁鋼座套裝于霍爾傳感器上端。

進(jìn)一步地，還包括限位套組件，無磁鉆鋌或無磁承壓鉆桿通過限位套組件套裝于可變徑穩(wěn)定器內(nèi)。

進(jìn)一步地，限位套組件一側(cè)設(shè)有用于對(duì)限位套組件限位的底座，底座通過固定螺栓固定在可變徑穩(wěn)定器內(nèi)。

進(jìn)一步地，底座與磁鋼座之間的安裝距離為142mm～142.26mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：