地质导向钻井技术
四种信号传输方式 负脉冲 泥浆负脉冲发生器需要组装在专用的 无磁钻铤中使用，开启泥浆负脉冲发生器 的泄流阀，可使钻柱内的泥浆经泄流阀与 无磁钻铤上的泄流孔流到井眼环空，从而 引起钻柱内部的泥浆压力降低，泄流阀的 动作是由探管编码的测量数据通过调制器 控制电路来实现。在地面通过连续地检测 立管压力的变化，并通过译码转换成不同 的测量数据。 优点：数据传输速度较快，适合传输定 向和地质资料参数。 缺点是：下井仪器的结构较复杂，组装、 操作和维修不便，需要专用的无磁钻铤。
地质导向钻井技术
90年代，地质导向钻井技术进入大规模应用阶段。 井下导向工具功能更全，出现了近钻头地质仪器动力钻 具，如SPERRY-SUN公司的EWR/ABI、DGR/ABI仪器动 力钻具等。 各种功能全面、性能优良、能满足各种井眼尺寸的地质 测量仪器相继出现，如SPERRY-SUN公司四极多深度电磁 波电阻率、声波、井径、井下压力测井仪器等系列随钻测 井仪、HALLIBURTON公司的SCOUT随钻声波测井仪等。 这一时期地质导向仪器全面发展，能实时进行全面的地 质评价，地质导向钻井技术进入了极盛时期。
旋转导向钻井技术简介
钻具的组成
旋转导向钻井技术由导向 仪器和旋转导向工具共同组 成 导向仪器包括MWD或LWD 导向工具主要是井下旋转 导向工具，其它的配套工具 都相同。
旋转导向钻井技术简介
旋转导向钻井工具之一：静态可调式旋转导向工具
旋转导向钻井技术简介
静态可调式旋转导向工具工作原理 静态可调式旋转导向工具的静态 稳定器套装在钻具外面，不随钻具 转动。 稳定器套外面均匀分布三个可以 控制其伸缩的、由液压提供动力的 可伸出翼片。 根据施工需要，在地面可以控制 该旋转导向工具稳定器上的翼片伸 出或缩回，从而形使钻具轴心偏向， 在钻头处形成一个侧向力，实现旋 转导向。
右图为两种典型的导向具组合
地质导向钻井技术
导向钻井技术的导向工具主要是马达 其它配套钻井工具包括钻头、定向接头、弯接头或定向弯 接头、无磁钻杆、井下仪器MWD悬挂短节、无磁钻铤、短无 磁钻铤、钻铤、短钻铤、加重钻杆、斜坡钻杆、井下加力器、 震击器、扶正器、单向阀和其它无磁/非无磁配合接头等 。
地质导向钻井技术
地质导向钻井技术
四种信号传输方式 电磁波 电磁波信号传输主要是依靠地层介质 来实现的。井下仪器将测量的数据加载 到载波信号上，测量信号随载波信号由 电磁波发射器向四周发射。地面检波器 在地面将检测到的电磁波中的测量信号 卸载并解码、计算，得到实际的测量数 据。 优点：数据传输速度较快，适合于普 通泥浆、泡沫泥浆、空气钻井、激光钻 井等钻井施工中传输定向和地质资料参 数。 缺点是：地层介质对信号的影响较大， 低电阻率的地层电磁波不能穿过，电磁 波传输的距离也有限，不适合超深井施 工。
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旋转导向钻井工具之二
动态可调式旋转导向工具
旋转导向钻井技术简介
动态可调式旋转导向工具工作原理
动态可调式旋转导向工具由测角控制装臵、控制阀、旋转 偏心装臵共同组成。测角控制装臵测量并控制旋转偏心装臵 的偏心方向，控制阀控制旋转导向装臵在钻具旋转时翼片轮 流伸出，由旋转导向装臵实现旋转导向。 翼片在控制阀的控制下伸出时，与井壁接触，给井壁施加 一个外力，这时钻具也同样受到一个与翼片伸出位臵相反的 力，这个力就是实现钻具偏心的力。 旋转装臵的偏心方向不同，钻具受到的侧向力不同，这样 通过测角控制装臵调整旋转偏心装臵的偏心方向，就可实现 旋转导向的目的。
旋转导向钻井技术简介
钻具组合
静态可调式旋转导向工具钻具组合 （例）
旋转导向钻井技术简介
钻具组合 动态可调式旋转导向工具钻具组合（例）
旋转导向钻井技术简介
钻具组合 最原始的旋转导向工具钻具组合（例）
地质导向钻井技术
60年代初期，ARPS公司和LANE WELLS公司 联合研制出了自然伽玛和电阻率随钻测井仪器， 在有限的几口井中成功投入使用。 由于遥测技术没有发展成熟，井下工具性能 受到限制，钻井工艺落后，该技术没有广泛推 广，但为以后的地质导向钻井技术打下了基础。
地质导向钻井技术
60年代后期到70年代，人们认识到了测量技
地质导向钻井技术
80年代，MWD/LWD 技术已经成熟，导向钻井技术进入
大规模应用阶段，地质导向钻井技术也开始应用于生产。 各种性能优良井下导向工具开始出现，如SPERRY-SUN 公司的可调弯度动力钻具、可变径动力钻具AGM、可变径 扶正器AGS、近钻头井斜传感器ABI等，HALLIBURTON公司 的TRACE可变径稳定器等。 各种地质测量仪器也相继出现，如SPERRY-SUN公司先 后推出具有具有商业应用价值的电磁波感应电阻率、中子 孔隙度、地层密度等随钻测井工具， HALLIBURTON公司的 CWRGDX系统等。 这一时期地质导向仪器能满足部分地质评价需要，但 不能进行全面的地质评价，地质导向钻井技术没有全面发 展。
术在钻井工业中的重要地位，开始重点研制井下 测量仪器，先后开发出有线随钻测量仪器(SST) 和无线随钻测量仪器（MWD/DWD）。 这一时期，井下作业工具也开始蓬勃发展，井 下动力钻具的性能得到了极大的改善，并生产出 了即可转动又可滑动的异向双弯（DTU）动力钻 具，导向钻井技术在钻井工业中进入应用阶段。 地质导向仪器也开始着手研制，但没有达到商 业应用地步，没有投入使用。
地质导向钻井技术
四种信号传输方式
正脉冲
泥浆正脉冲发生器的针阀与小孔 的相对位臵能够改变泥浆流道在此的 截面积，从而引起钻柱内部的泥浆压 力的升高，针阀的运动是由探管编码 的测量数据通过调制器控制电路来实 现。在地面通过连续地检测立管压力 的变化，并通过译码转换成不同的测 量数据。 优点：下井仪器结构简单、尺寸小， 使用操作和维修方便，不需要专门的 无磁钻铤。 缺点：数据传输速度慢，不适合传输 地质资料参数。
有线随钻工作原理和施工工艺
SST地面仪器给井下仪器通过电缆供电 井下仪器完成对数据的实时采集后，按一 定数据格式通过电缆传送至地面，地面仪 器对接受到的信号经解码、处理、计算后 得到井下实时数据，并在司钻阅读器上显 示。 需要利用SST进行导向钻进或测量时， 将井下仪器通过电缆下放到井底进行测量 或座键后随钻施工。测量完毕或地面所接 单根钻完后，起出仪器。根据施工需要重 复上述过程进行测量或接单根继续施工。 在大位移、大角度井段，仪器难以下放 到井底，需要采用开泵泵冲仪器到井底、 开泵座键等施工工艺。
地质导向钻井技术由地质导向仪 器和导向工具共同组成 地质导向仪器包括LWD， 此外还有井径测量仪、钻压/扭矩 传感器、 井下压力传感器等 导向工具主要是井下动力钻具、 近钻头井斜传感器、可调径稳定器、 仪器马达等 其它的配套钻井工具与导向钻井技 术的相同 MWD
电阻率
右图为两种地质导向具组合实例。
地质导向钻井技术
第二部分地质导向钻井技术
地质导向钻井技术
地质导向钻井技术是在导向钻井技术的基础上发展
起来的。 地质导向钻井技术由地质导向仪器和导向工具共同 组成。地质导向仪器和导向工具的每一次发展，都会 带动地质导向钻井技术向新的境界发展。 随着科学技术的不断发展，地质导向钻井技术也越 来越完善，应用领域也越来越广泛，由此推动了现代 钻井工业的不断发展。
地质导向钻井技术
MWD/DWD工作原理 及施工方式
井下仪器随钻具下 到井底，系统进入工 作状态以后，随时可 以根据施工的需要进 行测量或随钻施工。
地质导向钻井技术
四种信号传输方式 连续波方法
连续发生器的转子在泥浆的作用 下产生正弦或余弦压力波，由井下探 管编码的测量数据通过调制系统控制 的定子相对于转子的角位移使这种正 弦或余弦压力波在时间上出现相位移， 在地面连续地检测这些相位移的变化， 并通过译码、计算得到测量数据。 优点：数据传输速度快、精度高。 缺点：结构复杂，数字译码能力较差。
地质导向钻井工 具
导向钻井技术的 导向工具主要是马 达 为了满足施工的 需要，又陆续开发 除了可调径马达、 仪器马达、可调径 稳定器、近钻头井 斜传感器、井下加 力器等先进工具。 其它配套钻井工 具与导向钻井的相 同。
地质导向钻井技术
地质导向仪器 地质导向仪器主要包括电 阻率测量仪、自然伽玛测量 仪、中子孔隙度测量仪器、 地层密度测量仪、随钻声波 测井仪、井径测量仪等。如 右图所示。 为了满足施工的需要，现 在又出现了ABI、EWR/ABI、 DGR/ABI等新的地质仪器， 同时还有钻头压力/扭矩测量 仪、井底压力测量仪等钻井 参数测量仪。 其它配套钻井工具与导 向钻井的相同
导向 工具 井 下 动 力 钻 具
导向 仪器 FEWD
Hale Waihona Puke 导向 工具 井 下 动 力 钻 具
导向 仪器 FEWD/MWD
导向 工具 旋 转 可 调 导 向 工 具
导向仪器 地面 仪器 计 算 机 控 制 中 心 导向 仪器
导向 工具
井 下 计 算 机
旋 转 可 调 导 向 工 具
FEWD/MWD
地质导向钻井技术
地质导向钻井技术
导向钻井技术施工特点
导向钻井技术在提高钻井速度、缩短建井周期、精确 控制轨迹几何走向方面发挥积极的作用，但不能确保轨 迹一直在产层中穿行，对于油气的运移不能识别，在碰 到意外地质变化的情况下仍需要借助电测仪器来确定真 实的目的层或重新评价其开发价值
地质导向钻井技术
地质导向钻井技术钻具的组成
地质导向钻井技术
现在，在已经成熟的地质导向基础上， 人们又开始了性能更优越的旋转导向钻井 技术和闭环钻井技术的开发和研究。 相信在不久的将来，旋转导向钻井技 术、闭环钻井技术一定会成为钻井工业的 主导技术。
地质导向钻井技术
导向钻井 技术 地质导向 钻井技术 旋转导向 钻井技术 闭环 钻井技术
导向 仪器 有 线 随 钻 SST （ 我 国 ） 无 线 随 钻 MWD