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旋转导向井眼轨迹自动控制系统

2020-01-08石钻

石油钻探技术 2020年4期
关键词:设定值井眼自动控制

为提高导向钻井的自动化程度,贝克休斯公司开发了旋转导向井眼轨迹自动控制系统。该系统具有独立的通信信道,可使地面与井下形成闭环,实现井眼轨迹全自动控制。

旋转导向井眼轨迹自动控制系统工作时,需要井眼轨道、随钻测量数据、钻头所处位置、钻机状态(底部打开或关闭)、井斜角和方位角、井下当前的导向参数等数据。它利用随钻测量的井眼轨迹数据实时计算造斜率和位移等参数,并与井眼轨道设计参数进行对比,从而控制井眼轨迹:如果偏差不超过设定值,则地面井眼轨迹控制器不发送改变导向参数的指令;如果偏差超过设定值,则系统会提示改变导向参数。该系统以最大允许狗腿严重度和井眼轨道设计为硬约束条件,根据预计的偏差、井斜角、方位偏差和狗腿严重度优选导向参数。如无法获得最优的导向参数,会向用户发出警报,定向工程师可基于当前的井身剖面,利用井下自动姿态控制器控制井眼轨迹。

旋转导向井眼轨迹自动控制系统有跟踪、咨询和自动控制3种工作模式:跟踪模式仅跟踪井眼轨迹;咨询模式提供改变导向参数的建议;自动控制模式在定向钻井人员监测下,自动控制井眼轨迹进行定向钻进。截至目前,该系统已进行了2次现场测试,结果表明,该系统能根据井下情况,自动调整导向参数,将井眼轨迹控制在井眼轨道设计的范围内。

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