刘宗堂

（中国石油集团渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司，天津 300280）

美国的页岩油开发多采用水平井及多段压裂方式，其中旋转导向钻井系统负责井眼轨迹控制，我国现阶段页岩油开发水平仍稍逊色于美国等发达国家。在深层页岩油水平井的井眼轨迹优化与控制中，静态推靠式闭环旋转导向钻井系统有着出色表现，本文研究主要围绕该旋转导向系统展开。

1 旋转导向系统与研究模型

1.1 旋转导向系统

静态推靠式闭环旋转导向钻井系统Auto Track由OnTrack和导向头组成，导向头可细分为驱动轴、液压驱动翼肋、非旋转套筒，导向头负责提供钻头井斜、导向功能，OnTrack负责提供方位角、井斜角、环空当量密度、方位伽马、电磁波电阻率及工作时的仪器振动参数。驱动轴在钻进时传递钻柱的动力给钻头，破岩过程可随之完成，三个液压驱动翼肋安装于非旋转套筒上，可通过对伸缩量的自动调整实现力的合成矢量形成，即弯壳马达（导向头）重力工具面。

定义三个液压驱动翼肋的一个为重合与三轴传感器Gz轴的高边参考基准，通过对三个方向重力加速度分量的测量，即可明确相对于井眼高边的高边参考翼肋位置，重力工具面自然可随之获得。由于存在基于磁性工具面转换得到的φ120.6mm导向头重力工具面，可基于磁性工具面转化得到重力工具面。如目标井斜和实时传输近钻头井斜不相符，在动态重力工具面支持下，导向头即可实现井眼轨迹的自动控制和调整。……