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题名电控半程旋转导向钻井工具研制与现场试验
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作者
徐涛
施连海
效世杰
韩龙
石林
刘浩鸿
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机构
中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院
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出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期69-74,共6页
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基金
中国石油长城钻探工程有限公司“十四五”重点科研项目“钻完井新工具、新工艺攻关与试验”(编号:GWDC202101-06(01))资助。
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文摘
半程旋转导向钻井技术,是将下部钻具与上部钻具的扭矩进行分离,上部钻柱低转速旋转送钻,下部钻具进行常规滑动定向钻进,可低成本、大幅度提高导向钻井的井眼轨迹控制能力和水平段延伸能力。基于此技术,研制了电控半程旋转导向钻井工具。该工具在常规滑动定向钻井钻柱的近钻头端安放电控半程旋转导向钻井工具,由地面信号下传装置发送钻井液负脉冲序列指令,工具接收指令后执行钻柱扭矩分离和结合动作。需要指出的是,扭矩分离后对反扭矩进行控制是该工具的关键技术,通常用钻柱与井壁的摩擦扭矩对抗反扭矩,但当扭矩激增时无法平衡反扭矩。电控半程旋转导向钻井工具通过增设抗反扭扶正器和吸扭储能总成,有效抵抗反扭矩、稳定工具面。电控半程旋转导向钻井工具已开展4井次现场试验。试验结果表明,该工具可大幅缓解托压,降摩减阻,提高钻压传递效率,具备反扭矩控制能力,扭矩分离后工具面保持平稳,机械钻速有所提高,具有推广应用价值。
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关键词
旋转导向钻井
钻井工具
电控扭矩离合
半程旋转
反扭矩控制
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Keywords
rotary steerable drilling
drilling tool
electronically controlled torque clutch
half-way rotation
anti-torque control
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分类号
TE921.2
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名定向钻井电控式扭矩离合控制工具研制与应用
被引量：2
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作者
徐涛
效世杰
白冬青
石林
焦杨
刘平全
吕楠
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机构
中国石油长城钻探工程有限公司工程技术研究院
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出处
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2023年第3期43-48,共6页
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基金
中国石油长城钻探工程有限公司十四五重点科研项目“钻完井新工具、新工艺攻关与试验”[编号:GWDC202101-06(01)]。
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文摘
旋转导向工具由于尺寸大,在钻井过程中井壁不稳定时容易发生卡钻、埋钻等复杂故障,处理难度大,现场应用受到一定限制。针对这种情况,文章研究了一种适用于定向钻进过程中的电控式扭矩离合控制工具。该工具在定向过程中可以将下部钻具与上部钻具的扭矩进行分离,实现上部钻具随钻盘低转速旋转送钻,下部钻具与螺杆工具配合滑动定向钻进。该工具由两部分组成:地面信号下传单元和井下信号接收及离合控制单元。井下信号接收及离合控制单元安放在近钻头位置,地面信号下传单元通过钻井液将信号传递到井下,离合控制单元接收指令后,用电液控制方式执行钻柱扭矩分离与结合动作。该工具使用的关键点是安放位置和反扭矩的控制,通过对下部钻具摩阻扭矩的分析,运用Landmark软件计算工具安放位置,抗反扭矩工具可抵抗并吸收螺杆钻具的反扭矩。现场应用表明,该系统可有效缓解托压,降摩减阻,稳定工具面,提高钻压传递效率,较大幅度提高机械钻速,实现低成本代替旋转导向工具,具有广阔应用前景。
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关键词
定向钻进
近全程旋转控制
电控式
离合控制单元
缓解托压
降摩减阻
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Keywords
directional drilling
near full rotation control
electric control type
clutch control unit
reduce backing pressure
reduce friction and drag
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分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名基于动态更新的钻井参数实时优化方法
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作者
宋先知
张瑞
祝兆鹏
李根生
效世杰
潘涛
颜志
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机构
中国石油大学(北京)
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出处
《钻采工艺》
2025年第1期21-28,共8页
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基金
国家杰出青年科学基金项目“油气井流体力学与工程”(编号:52125401)
国家重点研发计划项目“变革性技术关键科学问题”(编号:2019YFA0708300)联合资助。
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文摘
当前,钻井参数的优化主要依赖于钻井专家经验或者传统预测与优化模型,这些方法在面对复杂波动环境下的钻井施工精细指导具有较大的局限性,尤其是随着人工智能在钻井系统中的发展,对智能模型的稳定性、实时性和参数优化随机性方面具有限制。针对上述问题,文章提出了一种动态更新下的钻井参数实时优化方法,并研发了钻井参数智能优化系统。该方法考虑了钻井参数与多个响应参数的动态关联,建立了扭矩智能预测模型、机械钻速智能预测模型和机械比能计算模型;其次,基于现场实时数据流和模型实时更新机制,实现了扭矩、机械钻速和机械比能的动态智能表征;最后,基于平稳提速策略设定提速目标,利用改进的鲸鱼优化算法,综合考虑参数波动和能量损耗进行最优方案决策,实现钻井参数实时优化和平稳有效提速。现场应用表明:机械钻速实时预测具有较高精度,有效满足钻井现场实时需求;且平稳提速策略下的优化效果可观,关键层段平均提速可达30%,机械比能降低15%;此外,通过量评价优化后的钻井参数,该提速策略下的参数均值方差波动较小,可减小井下复杂工况发生概率,更符合现场钻井工艺,具有良好应用前景。
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关键词
机械钻速
动态更新
智能表征
参数优化
最优决策
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Keywords
rate of penetration
dynamic update
intelligent characterization
parameter optimization
optimal decision
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分类号
TE24
[石油与天然气工程]
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