石油公司的钻井新型旋转闭环导向系统分析

   旋转闭环导向系统自20世纪90年代末投入应用以来，改变了石油公司的钻井设计和施工方法。贝克休斯公司zui近研制出的新型闭环导向钻具（Auto Trac X-treme）把闭环导向技术与螺杆钻具结合在一起，增加了旋转导向马达的钻井能力。  
     新型旋转闭环导向系统*把钻井马达和旋转闭环导向系统结合在一起。通过这种结合，旋转闭环导向系统可以用于以前不能应用的、钻速过慢的环境中。另外，新型旋转闭环导向系统可以大幅度增加水平井位移，降低在小直径井眼使用旋转导向系统的风险。为了评价其性能和预期的效益，对其做了有限的试验。 
     1．系统简介 
     高速旋转闭环导向系统的zui高转速为400rpm，而常规旋转导向系统的转速只有200～250rpm。利用该系统高钻速的特点和标准的井底钻具组合，贝克休斯公司设计了大功率和结构紧凑的钻井马达。这种马达的输出功率比同尺寸的常规马达高60%～*。通过预成形定子设计，可以提高马达的效率。减少定子橡胶件的数量可以大幅度提高马达的机械和水力效率，降低摩擦力和马达内的发热量，并且可把钻井液化学剂的影响控制为zui低。马达上方的导向系统可以随时驱动马达改变方位以提高钻井效率。 
    2．现场应用 
     在难钻地层，这种马达的机械钻速通常要比邻井翻一番或更高，可以大幅度节省钻机占用时间并可使油田早投产。在北海的中部，多数原油产自下白垩系以下的储层。该地区的白垩层属难钻层，使用常规钻井液马达钻进时钻速非常低，所以决定在北海中部试验这种马达以便对其进行评价。在大位移井中，钻机的扭矩经常达到极限。由于水平井段长，摩擦阻力增加，而无法继续钻进。在一口大位移井中使用了新型马达。在这口井中用新型马达钻进了2043m，因钻达设计深度而停钻，如果储层还有空间，该马达还可以继续钻进。 
     在印度海上的多分支井中对新型马达的效率继续了评价。该地区的石灰岩在钻井过程中经常造成大扭矩和高振动。有时使用常规旋转导向马达在该地区钻井，但是扭矩和振动限制了水平位移并造成钻具损坏。应用新型钻井马达后，提高了钻井效率并达到了设计的水平位移。在*口井中，机械钻速提高了48%，马达的平均下井时间延长。 
    到目前为止，多数常规导向马达只能在121/4in和81/2in井眼中使用，新型马达可以在6in和43/4in井眼中使用。