井下闭环可变径同心稳定器

作者: 时间:2015-01-28 点击数:

井下闭环可变径同心稳定器

1999年2月,西安石油学院《井眼轨迹控制技术》多学科联合科研攻关小组承担820-09-02B井下闭环可变径同心稳定器研制任务。迄今已研制成样机 一套,它包括:井下测控、地面监示及地面指令下传等配套技术,此外,还包括:专用装卸工具、实验设备,转接头等。室内外试验说明,研制的稳定器具备井下变 径功能,可用于井眼轨迹井下闭环控制。它的研制成功不仅为滩海在位移钻井提供得力的轨迹控制工具,而且,将为在我国研制成功可以进行三维轨迹控制的“可控 偏心器”扫清部分技术障碍和获得宝贵的实践经验。

1.主要技术指标

—与φ121 /4”钻头相配套

—变径范围:282~311mm

—变径误差:≤2%FS

—平均连续无故障使用时间不少于:150小时

—工作温度:125℃

—到位成功率不低于:95%

—最大工作压力:20MPa

—最大拉力:4500KN

—最大工作扭矩:23KNm

—最大钻压:300KN

2.用途:

“井下闭环可变径稳定器”用于在定向钻进中控制井眼轨迹的斜率。它是 一种不起钻机电联作式井下可调导向工具。井下闭环可变径稳定器包括井下自动变径和地面监控两大部分。自动变径部分是井下闭环可变径稳定器井下部分主体。这 是带电脑,传感器和执行机构的智能型导向工具,如图1虚线框示。

3.组成

变径稳定器工作在几千米深井底,其变径状态及轨迹控制效果受地面监控,为此,稳定器井下部分还包括与地面交换信息所必须的双向信息通道,如图1点划线框示。地面监控装置包括井下、地面数据采集,处理,解释,判断与决策系统和信息的接收、发送设备。

在图3所示稳定器井下部分构成中,上传通道(泥浆压力脉冲发生器)属成熟技术未列入本项目研制计划。除此差异外,现阶段研制方案中,传感器仅包括井下闭环稳定器必须要有的测量轨迹和稳定器直径大小的传感器,不包括地质参数传感器。

图2表示井下闭环可变径稳定器总体配置原理示意框图。稳定器井下部分 10,它可实现井下闭环控制,使钻头沿设计井身轨迹自动钻进,也可以接收来自井口处理中心20或远方监控中心12发来的控制指令,以改变预置井身轨迹或部 分操作流程。应该指出,KKK井下闭环控制系统被设计成一个完整的独立的控制系统。在正常钻井情况下,它无需外界干预自动完成自井口到靶心16的高质量的 井眼轨迹控制。为了使地面控制处理中心20及时了解井下动态和对意外情况的及时处理,所以设置了双向的信息通道18。

4.结构特色:

井下闭环可变径稳定器井下部分采用模块式结构。根据不同情况可在地面设成:

——标准直径(308mm)稳定器;

——地面调整的可变径稳定器;

——井下闭环可变径稳定器(根据地面指令下变径);

——智能型井下闭环变径稳定器(跟踪造斜率自动变径);

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