全旋轉閉環指向式導向鉆井工具控制系統*

高　雪，喬　陽，田　帆，高嗣土

(西安石油大學，陜西 西安　710065)

0　引　言

隨著社會的全面快速發展，人類對能源的需求量在持續增加，其中，石油已經成為全球各個國家在提高其綜合實力過程中不可或缺的戰略性資源。但是，世界上大部分油田已經陸續進入到了開采后期，油藏開采的難度在不斷增加，于是，開采過程中遇到的地質情況也變得日益復雜[1]。

傳統的定向鉆井技術以及滑動導向鉆井技術，由于在鉆井過程中存在著非常多的局限性，已經不能適合難度大、地質環境復雜的井眼鉆采使用。于是必須采用一種全新的閉環鉆井技術，其既要滿足能夠較好地控制井眼軌跡，又能夠滿足讓鉆柱在井下工作過程中，盡可能減小所受摩擦阻力的要求，最重要的是可以盡快地解決復雜地層環境的影響[2]。

筆者在總結國際先進旋轉導向鉆井技術并基于動態指向式導向鉆井工具原理樣機的基礎上，分析了全旋轉閉環指向式導向鉆井工具的控制系統。旋轉導向鉆井系統主要由地面閉環控制系統、井下閉環控制系統及雙向通訊系統等部分組成。其中，全旋轉閉環指向式導向鉆井工具執行機構的控制系統主要由工控機、井下微處理器、姿態測量系統、井下雙向通訊系統四部分組成。導向偏置機構有由2個內外偏心環構成，通過控制電機的轉角來實現兩個內外偏心環的轉動，從而達到驅動偏置機構實現導向軸預定偏置的目的。

1　旋轉導向鉆井系統構成及工作原理

旋轉導向鉆井系統主要由地面閉環控制系統、井下閉環控制系統及雙向通訊系統等部分組成。……