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定向钻井技术相关探讨

作者：张莹

来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第15期

【摘要】本文主要论述了定向井所采用的工具：弯接头、非磁钻铤以及井下马达等，讨论定向井剖面设计的相关资料和设计准则，利用稳定器保证井眼轨迹，以及相关配套的水泥注入工艺。提高对定向井技术的认识，力求实现安全、高效的钻井。 【关键词】定向井 造斜 稳定器

定向井钻井技术能有效节约成本，在提高油田采收率和单井产量方面都有着很大的优势，有着很广泛的应用。本文主要是对定向井相关工具和设计进行讨论 1 定向井采用工具

在定向井作业中使用的专业工具主要有弯接头、非磁钻铤以及井下马达等。弯接头是作为定向造斜和扭方位工具使用，其作用是使造斜钻具产生侧向力。一般的弯接头在其壳体标有弯曲方向的标线来确定单点以及有线随钻测斜仪的工作面方向，使用较多的是可调角度和固定角度弯接头。根据调解方式的不同可以大致分为机械式、电动式以及液压式等几大类，在地面控制下，弯接头可以根据需要角度进行调节，实现连续进行定向以及扭方位降斜和增斜。可调弯接头的应用就很大程度的减少了起钻次数，提高了钻井速度，从而节约成本。

非磁钻铤的成分主要是铬/镍钢、蒙乃尔钢、奥氏体钢以及铬铁铜合金，这类成分的钻铤价格低且不易磁化，但对盐水钻井液有着较高的敏感，在使用这类钻铤时，需特别注意稳定器对罗盘的影响。

井下动力钻具有三大类：容积式马达、涡轮钻具以及电动钻具。容积式马达在工作情况下的转速与空转转速的幅度相差较小，钻头的选型范围广；可保证与原井眼完全相同的钻井眼尺寸；在造斜前，可利用井内桥塞实现井底循环干净。使用较多的是迪那钻具与螺杆钻具。迪那钻具的组成主要有定子、转子、旁通阀、轴承总成、万向轴以及传动轴，可以分为Mach 1型单头螺杆马达、Mach 2型多头螺杆马达、Mach 3型单头螺杆马达。螺杆钻具的组成主要是旁通阀、马达、万向轴以及传动轴四个部分，其动力主要是由自循环钻井液提供。带压钻井液进入钻具后，在马达螺旋形空腔作用下带动转子，经过万向轴向传动轴和钻头传递。如果是在无钻井液循环以及低泵冲循环下，由于弹簧作用，阀芯会达到上部而开启旁通孔，钻井液从钻柱泻出或灌入，经过马达后转换成机械能。 2 剖面设计

在进行剖面设计时，设计人员需要综合多方面资料，包括靶点水平位移，井口、方位角以及靶点的坐标位置，对方位角和水平位移进行计算，同时还需要结合井身结构以及地理位置。