自动垂直钻井技术的概述

  自动垂直钻井(vertical drilling system,VDS)技术源于1988年原联邦德国的大陆超深井科学钻探计划。近几年,随着旋转导向技术进步,为解决高陡构造、断层和盐层等复杂易斜地质条件下深井防斜打快的难题,自动垂直钻井技术得到快速发展。

 

  国外同类技术及产品已经相当成熟,并进入大规模商业化应用阶段[8]。

 

  (1)贝克休斯公司的Verti-Trak系统。该系统是采用井下倾角传感器和对付地层自然造斜趋势的膨胀式稳定器的闭环导向系统,其特点是钻井过程中工具可根据实钻井眼轨迹自动向钻头施加侧向力,用以克服地层的自然造斜力,在保持井眼垂直的同时,解放钻压以提高机械钻速。

 

  (2)斯伦贝谢公司的Power-V系统。该系统是Power Drive导向系统的低端产品,主要由电子测控件、机械和辅助装置等3部分组成。根据井斜的变化Power-V系统自动调整促动仪器所发动的侧力以及侧力的方向使井斜快速返回垂直,在整个过程中系统100%旋转,能够大幅度提高井身质量和钻井效率[3]。

 

  (3)德国SmartDrilling公司的ZBE5000系统。

 

  该系统可以选配井下马达,装配有特殊设计的支撑翼肋保证在硬或软地层中具有良好的导向性能,确保井眼垂直。