赫文豪 魏秀艳 秦 雷 史怀忠 刘才庚 赵 旭

(1.中国石油大学(北京)油气光学探测技术北京市重点实验室 2.中国石油集团长城钻探工程有限公司 3.中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室)

0 引 言

导向钻井技术根据使用工具的不同，可分为滑动导向钻井技术和旋转导向钻井技术。滑动导向钻井需使用单弯螺杆配合MWD或LWD等无线随钻测量系统，钻具结构简单、施工成本低，但存在中深井作业效率低，复杂结构井施工难度大的问题[1-2]。旋转导向钻井技术是在钻柱旋转钻进时，随钻实时完成导向功能的闭环自动钻井系统，该系统集成了几何导向和地质导向，是现代定向井钻井的核心技术，克服了滑动导向钻井技术的不足[3-4]。

旋转导向钻井技术具有井眼轨迹光滑、狗腿度小及水平位移大等优点，对保证井眼轨迹质量、提高钻井机械钻速与钻井时效、满足复杂结构井和特殊工艺井的钻井需求都具有重要意义[5-6]。旋转导向钻井工作原理与滑动导向钻井不同，导向方式对PDC钻头的受力影响也各不相同。推靠式旋转导向工具在钻进过程中会对钻头施加一个侧向力，该侧向力特点是持续施加、大小变化且施加位置固定，对配合旋转导向工具使用的PDC钻头提出了更高的要求。PDC钻头以其高效的切削破岩能力及较长的使用寿命，在复杂结构井钻井中应用广泛[7-9]。PDC钻头结构参数设计不合理易产生造斜率不足和稳定性差等问题，尤其是保径结构的长度、冠部形状的内锥角度和冠顶旋转半径等关键结构参数，对旋转导向工具的使用效果有重要影响[10]。……