[实用新型]开环式导向钻井钻具组合

说明书

技术领域

一种开环式导向钻井钻具组合，用于定向井、水平井钻井的钻进，属于石油、地质钻井技术领域中的钻具设备。

背景技术

在定向井、水平井钻井中，为了使井眼轨迹得到合理的连续高效的控制，世界各国相继开发、研究了各种相应的技术。导向钻井技术是根据钻井内井眼的轨迹实时测量的结果来实时调整井眼轨迹。井下导向钻井技术是一种随油藏地质的要求和钻井采油地面条件的限制而逐步发展起来的综合性技术，主要用于连续控制井眼轨迹，它主要包括先进的钻头（一般为PDC钻头）、井下导向工具、随钻测量技术（MWD、LWD等）以及以计算机技术为基础的井眼轨迹控制技术,其主要特点是井眼轨迹能够实现随钻测量、实时调整。在该项技术中，井下导向钻井工具处于核心地位，它决定了一个导向钻井系统的技术水平的高低，而导向技术则是导向钻井系统的关键技术。

随着定向井、水平井和大位移延伸井的日益增多，各种相应的井下工具相继出现，如弯接头、变壳体马达、各种稳定器、闭环旋转导向系统等。这些工具一般可分为两大类：一类为滑动式导向工具，另一类为旋转式导向工具，两类导向工具的主要区别在于：导向作业时，上部钻柱是否转动，若不转动，则为滑动式导向工具，否则为旋转式导向工具。

目前国内使用的闭环旋转导向系统设备均为国外生产，只在国内企业进行技术服务。该闭环旋转导向系统设备虽然技术先进，但使用成本极高，阻碍了我国钻井导向技术应用与发展。在此背景下，为了提高定向井、水平井钻井的效率，降低油田钻井成本，我公司研制了开环式导向技术,该技术既可以实现滑动钻进导向，也可以实现定向井稳斜段及水平井水平段旋转导向钻进。

开环式导向钻井的工作原理为：RGS变径稳定器在钻进过程中，通过调整稳定器的尺寸大小，改变下部钻具的井斜控制能力，从而较准确地控制井眼的井斜。这种导向技术通过MWD直接测量可变径稳定器的工作状态，通过稳定器的尺寸变化实现不起钻改变钻具组合的力学特性。可变径稳定器可作为钻具组合（BHA）中微增/降斜装置的第二稳定器，或者是马达顶部稳定器，也可用于垂直钻井的稳斜和纠斜。通过调节稳定器的尺寸大小，在定向井的稳斜段、水平井的水平段可以精确的控制井眼轨迹尽可能平滑，降低大斜度井或水平井水平段钻井的安全风险；起下钻方便、安全，不易卡滞。

开环式导向钻井技术的组成可分为滑动式导向钻具和旋转式导向钻具两类，滑动式导向钻具是通过弯外壳马达驱动实现，它的重点在于如何定向、造斜、扭方位，如何在井下实时改变造斜的导向能力；旋转式导向钻具具有旋转导向钻井功能，这种旋转导向的关键技术是可变径稳定器，一般用于大井斜或水平段钻进时稳斜的条件下。在方位变化较小时，主要是通过调整稳定器的外径尺寸来改变BHA的力学性能，从而达到控制井斜、控制井眼轨迹的目的。

现有开环式导向钻井技术中的钻具组合形式为：钻头+弯壳体螺杆钻具+可变径稳定器+无磁钻铤/无磁承压钻杆+MWD悬挂短节+钻杆/加重钻杆。其中可变径稳定器的外径根据设计需要，在钻进过程中通过开关泵的开启次数来确定可变径稳定器的外径的变大或者变小。目前，可变径稳定器的外径在变大或者变小时的工作状态不能被MWD仪器测量出来，也不能在司钻阅读器上直观地显示出来，使得现场施工的工程技术人员无法准确判断可变径稳定器的工作状态，也就不能在准确的时间适时采取滑动或旋转导向方式实施控制井眼轨迹。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种钻井工程技术人员能够直观知晓可变径稳定器的工作状态的开环式导向钻井钻具组合。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种开环式导向钻井钻具组合，包括弯壳体螺杆钻具、可变径稳定器，弯壳体螺杆钻具一端连接有无磁钻铤或无磁承压钻杆，可变径稳定器内设有沿可变径稳定器轴线方向移动的心轴组件，其特征在于：无磁钻铤或无磁承压钻杆另一端设有霍尔传感器，霍尔传感器与MWD仪器连接，使霍尔传感器产生的电信号输送至MWD仪器，MWD仪器通过计算机与MWD司钻阅读器连接，使MWD获得的电信号传输至计算机进行解码并最终在MWD司钻阅读器上显示，心轴组件靠近霍尔传感器的一端设有磁钢座，磁钢座套装于霍尔传感器上端。

进一步地，还包括限位套组件，无磁钻铤或无磁承压钻杆通过限位套组件套装于可变径稳定器内。

进一步地，限位套组件一侧设有用于对限位套组件限位的底座，底座通过固定螺栓固定在可变径稳定器内。

进一步地，底座与磁钢座之间的安装距离为142mm～142.26mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：