鉆井機(jī)械現(xiàn)狀及發(fā)展2011

1、123井下控制工程井下控制工程2鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井新方法鉆井新方法1435 石油鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)石油鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械4井下控制工程井下控制工程2鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井新方法鉆井新方法1435 石油鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)石油鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械51.1 1.1 我國的鉆井形勢(shì)我國的鉆井形勢(shì) 目前，我國的鉆井工作量已位居世界目前，我國的鉆井工作量已位居世界第三，僅次于美國、加拿大兩國，并且已第三，僅次于美國、加拿大兩國，并且已經(jīng)掌握了常規(guī)的定向井、水平井、老井側(cè)經(jīng)掌握了常規(guī)的定向井、水平井、老井側(cè)鉆、叢式井及深井鉆井等系列技術(shù)，基本鉆、叢式井及

2、深井鉆井等系列技術(shù)，基本上能滿足國內(nèi)油氣勘探開發(fā)的一般需求，上能滿足國內(nèi)油氣勘探開發(fā)的一般需求，并縮小了與國際先進(jìn)水平的差距。并縮小了與國際先進(jìn)水平的差距。 國內(nèi)鉆井行業(yè)在圍繞持續(xù)提速，提高國內(nèi)鉆井行業(yè)在圍繞持續(xù)提速，提高探井發(fā)現(xiàn)率，保護(hù)、發(fā)現(xiàn)油氣藏等領(lǐng)域展探井發(fā)現(xiàn)率，保護(hù)、發(fā)現(xiàn)油氣藏等領(lǐng)域展開研究。開研究。1.1.鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械6剩余石油資源（剩余石油資源（20052005年）年）71.2 鉆井工程鉆井工程鉆井工程含方法和裝備兩個(gè)方面鉆井工程含方法和裝備兩個(gè)方面軟件：鉆井方法，鉆井工藝軟件：鉆井方法，鉆井工藝 過程監(jiān)測(cè)過程監(jiān)測(cè)地面，井下狀態(tài)地面，井下狀態(tài)硬件：鉆機(jī)硬件：

3、鉆機(jī) 鉆井工具鉆井工具 輔助設(shè)備輔助設(shè)備 1.1.鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械8軟件：軟件： 各種鉆井方法各種鉆井方法 常規(guī)、斜井、水平井、小曲率、常規(guī)、斜井、水平井、小曲率、 欠平衡、側(cè)鉆、欠平衡、側(cè)鉆、 井下控制工程學(xué)井下控制工程學(xué) 鉆井狀態(tài)監(jiān)測(cè)鉆井狀態(tài)監(jiān)測(cè) 地面參數(shù)監(jiān)測(cè)地面參數(shù)監(jiān)測(cè) 井下狀態(tài)檢測(cè)井下狀態(tài)檢測(cè) 隨鉆測(cè)量（隨鉆測(cè)量（MWD） 隨鉆測(cè)井（隨鉆測(cè)井（LWD）1.1.鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械9硬件：硬件：（1）鉆機(jī)（鉆井設(shè)備）鉆機(jī)（鉆井設(shè)備）發(fā)展：發(fā)展： 機(jī)械、液力、機(jī)械、液力、DC、AC（交流變頻）（交流變頻） 頂部驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng) 液控盤式剎車液控盤式剎車 液壓

4、鉆機(jī)液壓鉆機(jī)1.1.鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械10（2）鉆井工具）鉆井工具 鉆頭鉆頭 常規(guī)、噴射常規(guī)、噴射 鉆具鉆具 單螺桿、電機(jī)、渦輪單螺桿、電機(jī)、渦輪 鉆柱鉆柱 常規(guī)、小井眼、鋁合金常規(guī)、小井眼、鋁合金 儀表儀表 鉆井測(cè)量?jī)x表，數(shù)字傳輸鉆井測(cè)量?jī)x表，數(shù)字傳輸 井下測(cè)量工具，信號(hào)傳輸設(shè)備井下測(cè)量工具，信號(hào)傳輸設(shè)備1.1.鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械11（3）輔助設(shè)備）輔助設(shè)備 鉆井液及鉆井液及固控設(shè)備（泥漿處理）固控設(shè)備（泥漿處理） （空氣壓縮機(jī)（空氣壓縮機(jī)氣體鉆井）氣體鉆井） 防噴器與壓井設(shè)備防噴器與壓井設(shè)備 固井設(shè)備固井設(shè)備 完井設(shè)備完井設(shè)備 測(cè)井設(shè)備測(cè)井設(shè)備1.1.鉆

5、井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械12蘇義腦蘇義腦井下控制工程學(xué)井下控制工程學(xué)摸著鉆摸著鉆算著鉆算著鉆看著鉆看著鉆變著鉆變著鉆自動(dòng)鉆自動(dòng)鉆1.1.鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械13顧心懌顧心懌鉆機(jī)的自動(dòng)化鉆機(jī)的自動(dòng)化 與節(jié)能與節(jié)能液壓修井機(jī)液壓修井機(jī)（液壓鉆機(jī)）（液壓鉆機(jī)）1.1.鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械14沈忠厚沈忠厚高壓水射流高壓水射流加長(zhǎng)噴嘴鉆頭加長(zhǎng)噴嘴鉆頭1.1.鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械15井下控制工程井下控制工程2鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井新方法鉆井新方法1435 石油鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)石油鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械162.1 鉆井方法鉆井

6、方法2.2 鉆機(jī)的組成與型式鉆機(jī)的組成與型式2.3 鉆機(jī)的近代技術(shù)鉆機(jī)的近代技術(shù)2.4 鉆機(jī)的自動(dòng)化與數(shù)字化技術(shù)鉆機(jī)的自動(dòng)化與數(shù)字化技術(shù)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展172.1 鉆井方法鉆井方法油井特點(diǎn)：油井特點(diǎn)： 細(xì)細(xì)百毫米百毫米 長(zhǎng)長(zhǎng)幾千米幾千米 剛剛鋼管壁鋼管壁井身結(jié)構(gòu)：井身結(jié)構(gòu)： 導(dǎo)管導(dǎo)管 表層套管表層套管 技術(shù)套管技術(shù)套管 油層套管油層套管2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展18鉆具組合：鉆具組合：方鉆桿（傳輸扭矩）方鉆桿（傳輸扭矩）鉆桿鉆桿 （延長(zhǎng)井深）（延長(zhǎng)井深）鉆鋌鉆鋌 （穩(wěn)定井眼）（穩(wěn)定井眼） 動(dòng)力鉆具動(dòng)力鉆具鉆頭鉆頭 （破碎巖石）（破碎巖石）連接接頭連接接頭2.2.鉆

7、井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展19鉆進(jìn)過程：鉆進(jìn)過程： 破巖破巖破碎巖石，以形成井眼破碎巖石，以形成井眼 排屑排屑清洗井底，以繼續(xù)鉆進(jìn)清洗井底，以繼續(xù)鉆進(jìn)鉆井方法：鉆井方法： 頓鉆鉆井頓鉆鉆井鉆進(jìn)過程不連續(xù)鉆進(jìn)過程不連續(xù) 旋轉(zhuǎn)鉆井旋轉(zhuǎn)鉆井鉆進(jìn)過程連續(xù)鉆進(jìn)過程連續(xù) 轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng) 井下動(dòng)力驅(qū)動(dòng)井下動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 頂部驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展20頓鉆鉆井頓鉆鉆井 破巖破巖矛形鉆頭矛形鉆頭 排屑排屑撈砂筒撈砂筒兩者交替進(jìn)行，兩者交替進(jìn)行，鉆進(jìn)過程不連續(xù)鉆進(jìn)過程不連續(xù)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展21四川自貢市四川自貢市鹽業(yè)歷史博物館鹽業(yè)歷史博物館u燊海井燊海井(興海井興海井)（

8、1833-1835）, 1001.42m?？⒐こ跗?，日產(chǎn)鹵竣工初期，日產(chǎn)鹵14m3，天然，天然氣氣8500m3，燒鹽鍋，燒鹽鍋80余口。余口。 u小橋井小橋井 約鑿于清乾隆三十七年約鑿于清乾隆三十七年（ 1772年），歷時(shí)六年。曾年），歷時(shí)六年。曾日產(chǎn)天然氣日產(chǎn)天然氣200多多m3，燒鹽鍋，燒鹽鍋數(shù)口。數(shù)口。 井深井深304.92m,井徑井徑7.26cm，固井導(dǎo)管長(zhǎng)固井導(dǎo)管長(zhǎng)49.33m，用楠竹制，用楠竹制成成 。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展22旋轉(zhuǎn)鉆井旋轉(zhuǎn)鉆井 （以轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)為例）（以轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)為例）破巖破巖旋轉(zhuǎn)鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆頭 鉆桿部分自重加載鉆桿部分自重加載排屑排屑循環(huán)泥漿循環(huán)泥漿破巖和

9、排屑同時(shí)進(jìn)行，破巖和排屑同時(shí)進(jìn)行，鉆進(jìn)過程連續(xù)鉆進(jìn)過程連續(xù)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展23旋轉(zhuǎn)鉆井：旋轉(zhuǎn)鉆井： 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力在底座上，驅(qū)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力在底座上，驅(qū)動(dòng)方鉆桿、鉆桿帶動(dòng)鉆頭。動(dòng)方鉆桿、鉆桿帶動(dòng)鉆頭。 井下動(dòng)力井下動(dòng)力驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力在鉆鋌下旋轉(zhuǎn)動(dòng)力在鉆鋌下方，直接驅(qū)動(dòng)鉆頭。方，直接驅(qū)動(dòng)鉆頭。 頂部驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力在水龍頭上，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力在水龍頭上，驅(qū)動(dòng)水龍頭中心管、鉆桿，帶動(dòng)鉆頭。驅(qū)動(dòng)水龍頭中心管、鉆桿，帶動(dòng)鉆頭。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展242.2 鉆機(jī)的組成與型式鉆機(jī)的組成與型式（1）組成（八大系統(tǒng)）組成（八大系統(tǒng)） 起升系統(tǒng)起升系統(tǒng) 旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)

10、循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng) 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng) 控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 鉆機(jī)底座鉆機(jī)底座 輔助設(shè)備輔助設(shè)備2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展25（2）鉆機(jī)的特點(diǎn)）鉆機(jī)的特點(diǎn) 1）功率大，動(dòng)力傳遞復(fù)雜。鉆機(jī)是大功率、）功率大，動(dòng)力傳遞復(fù)雜。鉆機(jī)是大功率、多工作機(jī)聯(lián)合工作的重型礦業(yè)機(jī)械，由多臺(tái)柴多工作機(jī)聯(lián)合工作的重型礦業(yè)機(jī)械，由多臺(tái)柴油機(jī)提供動(dòng)力油機(jī)提供動(dòng)力. 2）鉆井過程不連續(xù)，功率要求也不相同。正）鉆井過程不連續(xù)，功率要求也不相同。正常鉆進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)鉆柱，泥將泵循環(huán)泥漿。常鉆進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)鉆柱，泥將泵循環(huán)泥漿。起下鉆作業(yè)時(shí)，則是起升系統(tǒng)需要功率。起下鉆作業(yè)時(shí)，則是起升系統(tǒng)需

11、要功率。 3）工作地區(qū)廣闊（平原、山地、沙漠、沼澤、）工作地區(qū)廣闊（平原、山地、沙漠、沼澤、海洋），自然環(huán)境惡劣（風(fēng)、沙、雨、雪），海洋），自然環(huán)境惡劣（風(fēng)、沙、雨、雪），野外流動(dòng)作業(yè)，要求鉆機(jī)有很強(qiáng)的適應(yīng)地區(qū)、野外流動(dòng)作業(yè)，要求鉆機(jī)有很強(qiáng)的適應(yīng)地區(qū)、環(huán)境的能力和便捷的移運(yùn)性能。環(huán)境的能力和便捷的移運(yùn)性能。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展26（3）驅(qū)動(dòng)形式）驅(qū)動(dòng)形式1）機(jī)械驅(qū)動(dòng)型式）機(jī)械驅(qū)動(dòng)型式 皮帶并車鉆機(jī)皮帶并車鉆機(jī) 鏈條并車鉆機(jī)鏈條并車鉆機(jī) 齒輪并車鉆機(jī)齒輪并車鉆機(jī)2）電驅(qū)動(dòng)型式）電驅(qū)動(dòng)型式 AC-AC交流電驅(qū)動(dòng)交流電驅(qū)動(dòng) DC-DC直流電驅(qū)動(dòng)直流電驅(qū)動(dòng) AC-SCR-DC直流電驅(qū)動(dòng)

12、直流電驅(qū)動(dòng) AC-VFM-AC交流變頻電驅(qū)動(dòng)交流變頻電驅(qū)動(dòng)3）液壓驅(qū)動(dòng)型式）液壓驅(qū)動(dòng)型式4）混合驅(qū)動(dòng)型式）混合驅(qū)動(dòng)型式 液電、機(jī)電液電、機(jī)電2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展271）機(jī)械驅(qū)動(dòng)型式）機(jī)械驅(qū)動(dòng)型式u 皮帶并車鉆機(jī)皮帶并車鉆機(jī) ZJ32J-2鉆機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展28u 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 不受地域限制；不受地域限制； 動(dòng)力配置方便；動(dòng)力配置方便； 轉(zhuǎn)速可平穩(wěn)調(diào)節(jié)；轉(zhuǎn)速可平穩(wěn)調(diào)節(jié)； 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，便于搬遷結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，便于搬遷移運(yùn)，適于野外流動(dòng)作業(yè)。移運(yùn)，適于野外流動(dòng)作業(yè)。u 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 適應(yīng)性系數(shù)小，過載能力有限；適應(yīng)性系數(shù)小，過載能力有限；

13、 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍窄；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍窄； 噪聲大；噪聲大； 傳動(dòng)效率低，維護(hù)使用費(fèi)較高。傳動(dòng)效率低，維護(hù)使用費(fèi)較高。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展u鏈條并車鉆機(jī)鏈條并車鉆機(jī)ZJ32L鉆機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)（寶石廠1998）2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展30u 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 自動(dòng)無級(jí)變速、變矩，提高鉆機(jī)起升自動(dòng)無級(jí)變速、變矩，提高鉆機(jī)起升工效；工效； 調(diào)速范圍變寬，傳動(dòng)平穩(wěn)柔和，吸收調(diào)速范圍變寬，傳動(dòng)平穩(wěn)柔和，吸收沖擊振動(dòng)，延長(zhǎng)了機(jī)械設(shè)備壽命；沖擊振動(dòng)，延長(zhǎng)了機(jī)械設(shè)備壽命； 減少并車損失。減少并車損失。u 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 效率偏低，且隨渦輪軸轉(zhuǎn)速變化；效率偏低，且隨渦輪軸轉(zhuǎn)速變化； 液力變矩器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需

14、要一套液力變矩器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要一套補(bǔ)償和散熱冷卻系統(tǒng)。補(bǔ)償和散熱冷卻系統(tǒng)。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展31u 齒輪并車鉆機(jī)齒輪并車鉆機(jī)ZJ20-2鉆機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展32u 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 傳動(dòng)柔和，可吸收振動(dòng)與沖擊；傳動(dòng)柔和，可吸收振動(dòng)與沖擊； 移運(yùn)迅速，安裝方便；移運(yùn)迅速，安裝方便； 渦輪軸可隨外載變化而自動(dòng)變速，可渦輪軸可隨外載變化而自動(dòng)變速，可防止工作機(jī)過載。防止工作機(jī)過載。u 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 液力耦合器只能在高轉(zhuǎn)速比工況下工液力耦合器只能在高轉(zhuǎn)速比工況下工作，否則效率過低，功率損失大；作，否則效率過低，功率損失大； 只能傳遞扭矩，不能變矩。只能傳遞扭矩，不

15、能變矩。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展332）電驅(qū)動(dòng)型式）電驅(qū)動(dòng)型式u AC-AC驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展34u 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 短時(shí)過載能力強(qiáng)；短時(shí)過載能力強(qiáng)； 采用單軸驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)效率高，維護(hù)保采用單軸驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)效率高，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單；養(yǎng)簡(jiǎn)單； 工作安全，噪音小。工作安全，噪音小。u 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 工作轉(zhuǎn)速不可調(diào)節(jié)；工作轉(zhuǎn)速不可調(diào)節(jié)； 載荷速度特性為硬特性。載荷速度特性為硬特性。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展35u DC-DC驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展36u 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 無級(jí)調(diào)速，且調(diào)速范圍廣；無級(jí)調(diào)速，且調(diào)速范圍廣； 適應(yīng)性強(qiáng)；適應(yīng)性強(qiáng)； 操作方便，變

16、速快、時(shí)間短；操作方便，變速快、時(shí)間短； 簡(jiǎn)化了傳動(dòng)系統(tǒng)，提高傳動(dòng)效率；簡(jiǎn)化了傳動(dòng)系統(tǒng)，提高傳動(dòng)效率； 具有較好的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。具有較好的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。u 缺點(diǎn)缺點(diǎn) DC-DCDC-DC電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)采用單獨(dú)驅(qū)動(dòng)方式，電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)采用單獨(dú)驅(qū)動(dòng)方式，可靠性較差?？煽啃暂^差。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展37uAC-SCR-DC驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)AC-SCR-DC驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展38 AC-SCR-DC驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)ZJ45D叢式井鉆機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展39ZJ70/4500D鉆機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展40u特點(diǎn)特點(diǎn) AC-SCR-DCA

17、C-SCR-DC驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)具有驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)具有DC-DCDC-DC電驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)；鉆機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)； 采用并聯(lián)運(yùn)行方式，功率利用率高；采用并聯(lián)運(yùn)行方式，功率利用率高； 一次性投資費(fèi)用一次性投資費(fèi)用較較高高，運(yùn)行費(fèi)用低；，運(yùn)行費(fèi)用低； 鉆機(jī)運(yùn)行可靠性高鉆機(jī)運(yùn)行可靠性高； 交流公共母線上的功率因數(shù)較低交流公共母線上的功率因數(shù)較低。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展41uAC變頻驅(qū)動(dòng)變頻驅(qū)動(dòng)AC變頻驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)變頻驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展42AC變頻驅(qū)動(dòng)變頻驅(qū)動(dòng)ZJ50DB傳動(dòng)系統(tǒng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展43u 特點(diǎn)特點(diǎn) 能精確控制轉(zhuǎn)速和扭矩；能精確控制轉(zhuǎn)速

18、和扭矩； 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方便且范圍廣；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方便且范圍廣； 具有全扭矩；具有全扭矩； 啟動(dòng)電流小、工作效率高；啟動(dòng)電流小、工作效率高； 過載能力強(qiáng)；過載能力強(qiáng)； 可實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)剎車可實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)剎車； 使用安全方便、噪音低、維護(hù)簡(jiǎn)便使用安全方便、噪音低、維護(hù)簡(jiǎn)便。 自動(dòng)送鉆裝置功能較多，自動(dòng)送鉆裝置功能較多， 檔數(shù)少。檔數(shù)少。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展443）液壓驅(qū)動(dòng)型式）液壓驅(qū)動(dòng)型式 早在早在20世紀(jì)世紀(jì)50年代，石油鉆機(jī)中就采用年代，石油鉆機(jī)中就采用了液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，隨后發(fā)展到采用液壓驅(qū)了液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，隨后發(fā)展到采用液壓驅(qū)動(dòng)絞車進(jìn)行鉆井作業(yè)和起下鉆作業(yè)。動(dòng)絞車進(jìn)行鉆井作業(yè)和起下鉆作業(yè)。

19、 美國研制了全液壓驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)，采用美國研制了全液壓驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)，采用了液壓驅(qū)動(dòng)的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)，其絞車了液壓驅(qū)動(dòng)的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)，其絞車是一組多級(jí)同心液缸，取消了常規(guī)石油鉆是一組多級(jí)同心液缸，取消了常規(guī)石油鉆機(jī)結(jié)構(gòu)型式的絞車和提升系統(tǒng)。機(jī)結(jié)構(gòu)型式的絞車和提升系統(tǒng)。 自動(dòng)化石油鉆機(jī)中也采用了液壓驅(qū)動(dòng)型自動(dòng)化石油鉆機(jī)中也采用了液壓驅(qū)動(dòng)型式，如頂部驅(qū)動(dòng)采用液壓驅(qū)動(dòng)型式。式，如頂部驅(qū)動(dòng)采用液壓驅(qū)動(dòng)型式。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展46液壓驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)性能：性能： 鉆機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率：鉆機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率：500 hp 最大輸出扭矩：最大輸出扭矩：3600 kg.m （在在50 r/

20、min情況下）情況下） 兩臺(tái)泥漿泵發(fā)動(dòng)機(jī)功率：兩臺(tái)泥漿泵發(fā)動(dòng)機(jī)功率：500 hp 最大泵排量：最大泵排量：2300 l/min 最大泵壓：最大泵壓： 4200 psi（294 bar） 最大靜載：最大靜載：91 000 kg2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展47顧心懌顧心懌液壓液壓修井機(jī)修井機(jī)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展484）混合驅(qū)動(dòng)型式）混合驅(qū)動(dòng)型式2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展ZJ40LD鉆機(jī)傳動(dòng)鉆機(jī)傳動(dòng)49 石油鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)型式由機(jī)械、液力向電石油鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)型式由機(jī)械、液力向電驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。 電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)由直流電向交流變頻方向電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)由直流電向交流變頻方向發(fā)展。

21、發(fā)展。 鉆機(jī)混合驅(qū)動(dòng)形式鉆機(jī)混合驅(qū)動(dòng)形式液電、機(jī)電液電、機(jī)電2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展502.3 鉆機(jī)的近代技術(shù)鉆機(jī)的近代技術(shù)（1 1）液控盤式剎車）液控盤式剎車（2 2）交流變頻驅(qū)動(dòng)）交流變頻驅(qū)動(dòng)（3 3）頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（4 4）液壓驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)）液壓驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展51（1）液控盤式剎車液控盤式剎車u周向制動(dòng)改為徑向制動(dòng)周向制動(dòng)改為徑向制動(dòng) 摩擦力均勻摩擦力均勻u手動(dòng)控制改為液壓控制手動(dòng)控制改為液壓控制 可自動(dòng)控制可自動(dòng)控制2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展52ZJ70DB鉆機(jī)控制系統(tǒng)鉆機(jī)控制系統(tǒng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展53未來的

22、研究及發(fā)展方向未來的研究及發(fā)展方向u 海洋鉆機(jī)盤式剎車海洋鉆機(jī)盤式剎車u 剎車副的摩擦特性研究剎車副的摩擦特性研究u 盤式剎車使用可靠性的提高盤式剎車使用可靠性的提高2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展54（2 2）交流變頻驅(qū)動(dòng)交流變頻驅(qū)動(dòng)u交流變頻控制的特點(diǎn)交流變頻控制的特點(diǎn) 交流變頻電機(jī)特點(diǎn)：交流變頻電機(jī)特點(diǎn)： 功率密度大；功率密度大； 可靠性高；可靠性高； 防爆性能好。防爆性能好。 交流變頻控制的特點(diǎn)：交流變頻控制的特點(diǎn)： 控制精確；控制精確； 便于監(jiān)測(cè)；便于監(jiān)測(cè)； 遠(yuǎn)程控制。遠(yuǎn)程控制。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展55u主要發(fā)展方向主要發(fā)展方向 系列化、大功率系列化、大功率 人機(jī)

23、一體化、自動(dòng)化、智能化人機(jī)一體化、自動(dòng)化、智能化 遠(yuǎn)程作業(yè)指導(dǎo)和診斷（數(shù)字化油田）遠(yuǎn)程作業(yè)指導(dǎo)和診斷（數(shù)字化油田）2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展56國內(nèi)交流變頻鉆機(jī)的發(fā)展概況國內(nèi)交流變頻鉆機(jī)的發(fā)展概況u 第一階段第一階段(1997(19972000)2000)研制研制ZJ15DBZJ15DB、ZJ30DBZJ30DB、ZJ10DBT ZJ10DBT ZJ15DB鉆機(jī)主要技術(shù)參數(shù)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展57u 第二階段第二階段(2001(20012004)2004)研發(fā)研發(fā) 2002 2002年：年：ZJ70DBZJ70DB、ZJ50DBSZJ50DBS ZJ40DB ZJ40

24、DB、ZJ50DBTZJ50DBT、ZJ30DBTZJ30DBT ZJ40/2250DB鉆機(jī)主要技術(shù)參數(shù)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展58u 第三階段第三階段(2005(2005) ) 發(fā)展發(fā)展 ZJ90/6750DB ZJ90/6750DB、ZJ120/9000DBZJ120/9000DB ZJ70/4500DB ZJ70/4500DB人工島環(huán)形軌道模塊鉆機(jī)人工島環(huán)形軌道模塊鉆機(jī)ZJ70ZJ90ZJ1202.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展59（3 3）頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng) 頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)（Top drive drilling Top drive dril

25、ling systemsystem）簡(jiǎn)稱頂驅(qū)，是）簡(jiǎn)稱頂驅(qū)，是在鉆柱上端直接驅(qū)動(dòng)鉆在鉆柱上端直接驅(qū)動(dòng)鉆柱旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、循環(huán)泥漿、柱旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、循環(huán)泥漿、上卸扣、上卸扣、IBOPIBOP控制等具控制等具有多種功能的設(shè)備，是有多種功能的設(shè)備，是集機(jī)電液技術(shù)一體化的集機(jī)電液技術(shù)一體化的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的裝置。結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的裝置。 2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展60頂驅(qū)裝置的結(jié)構(gòu)組成及其功能頂驅(qū)裝置的結(jié)構(gòu)組成及其功能結(jié)構(gòu)組成：結(jié)構(gòu)組成：u頂驅(qū)主體頂驅(qū)主體u管子處理裝置管子處理裝置u導(dǎo)軌導(dǎo)軌u液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng) u其他：其他： 井口扶正器、下套管裝置、測(cè)井裝置、井口扶正器、下套管裝置、測(cè)井

26、裝置、 檢測(cè)工具與儀表等檢測(cè)工具與儀表等2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展6122.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展62u頂驅(qū)主體頂驅(qū)主體動(dòng)力水龍頭：動(dòng)力水龍頭： 驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展63u導(dǎo)軌導(dǎo)軌 承受頂驅(qū)主體反扭矩承受頂驅(qū)主體反扭矩2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展64u液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng) 控制柜控制柜 頂驅(qū)司鉆臺(tái)頂驅(qū)司鉆臺(tái) 液壓控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展65液壓系統(tǒng)液壓油濾子平衡系統(tǒng)儲(chǔ)能器上IBOP延時(shí)儲(chǔ)能器齒輪油濾子油壓開關(guān)系統(tǒng)儲(chǔ)能器IBOP 壓力開關(guān)上IBOP執(zhí)行液缸平衡系統(tǒng)閥塊主液壓

27、系統(tǒng)閥塊吊環(huán)閥塊吊環(huán)液缸平衡液缸液壓油箱旋轉(zhuǎn)頭馬達(dá)和鎖銷總成電機(jī)和泵總成液壓電機(jī)10hp, 1,800rpm油箱容量25 加侖特性2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展66u管子處理裝置管子處理裝置 抓放鉆桿抓放鉆桿 上卸扣上卸扣 控制控制IBOP 2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展67u其他其他 井口扶正器井口扶正器 下套管裝置下套管裝置 測(cè)井裝置測(cè)井裝置 檢測(cè)工具與儀表等檢測(cè)工具與儀表等2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展68頂驅(qū)鉆井優(yōu)勢(shì)頂驅(qū)鉆井優(yōu)勢(shì)u 節(jié)省接單根時(shí)間節(jié)省接單根時(shí)間u 倒劃眼防止卡鉆倒劃眼防止卡鉆u 下鉆劃眼下鉆劃眼u 節(jié)約泥漿節(jié)約泥漿u 人員、井下、設(shè)備安全人員、井下、設(shè)

28、備安全頂驅(qū)鉆井方式頂驅(qū)鉆井方式轉(zhuǎn)盤鉆井方式轉(zhuǎn)盤鉆井方式2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展69國內(nèi)外頂驅(qū)發(fā)展概況國內(nèi)外頂驅(qū)發(fā)展概況u 美國：美國： NOV 、Bowen u 加拿大：加拿大：TESCO、Canrigu 挪威：挪威：MHu 法國：法國：Acbu 中國：中國石油勘探開發(fā)研究院設(shè)計(jì)中國：中國石油勘探開發(fā)研究院設(shè)計(jì) 北石廠、華北石油機(jī)械廠制造北石廠、華北石油機(jī)械廠制造 遼河天意有限公司遼河天意有限公司2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展70美國美國NOV公司公司 NOV( Varco)公司是世界上最早開發(fā)和生產(chǎn)頂驅(qū)的公司，自1982年生產(chǎn)TDS-3以來，現(xiàn)已銷售800多臺(tái)頂驅(qū)，其中交流

29、變頻130多臺(tái)。主要的品種有： IDS-1 TDS-4H TDS-4S TDS-6S TDS-8SA TDS-9SA TDS-10SA TDS-11SA 我國陸上引進(jìn)有四種規(guī)格：IDS-1、TDS-9SA、TDS-11SA及TDS-10S。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展NOV公司公司產(chǎn)品產(chǎn)品71NOV公司公司產(chǎn)品產(chǎn)品7273TDS-11SA頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)與井架的關(guān)系TDS-11SA技術(shù)參數(shù)：技術(shù)參數(shù)： u API提升載荷：提升載荷：500噸噸u 整體式水龍頭整體式水龍頭u 雙交流電機(jī)：雙交流電機(jī)：2350馬力馬力u 減速箱齒輪傳動(dòng)比：減速箱齒輪傳動(dòng)比：10.5u 連續(xù)工作扭矩：連續(xù)工作扭矩

30、：51.75kNmu 間歇工作扭矩：間歇工作扭矩：67.34kNmu 適用鉆桿尺寸：適用鉆桿尺寸：3 5 inu 靜音斜齒輪傳動(dòng)靜音斜齒輪傳動(dòng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展74Tesco 頂頂 驅(qū)驅(qū)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展75500 or 650 ECIS500 or 650 HCIS500 or 650 HS TOP DRIVE2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展76 200 HMIS TOP DRIVE500 HC TOP DRIVE2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展77 2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展78 挪威挪威MH公司公司2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展

31、79挪威挪威MH公司公司2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展80國內(nèi)頂驅(qū)裝置國內(nèi)頂驅(qū)裝置u 中國石油勘探開發(fā)研究院自1989年開始，先后研制出直流、交流、液壓驅(qū)動(dòng)的系列頂驅(qū)，適應(yīng)20009000米井深。填補(bǔ)國內(nèi)空白。u 交流變頻頂驅(qū)已在北石廠產(chǎn)業(yè)化，已生產(chǎn)頂驅(qū)120臺(tái)以上，其中絕大多數(shù)在國外鉆井，出口美國13臺(tái)；總訂貨量達(dá)到150臺(tái)。u 現(xiàn)與華北石油機(jī)械廠合作開發(fā)了DQ20Y液壓多功能動(dòng)力水龍頭，已進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)應(yīng)用3口井以上。u 遼河天意公司已生產(chǎn)50臺(tái)頂驅(qū)以上。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展81 2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展82 6750kN4500kN2250kN6.1m5.

32、9m5.3mkW）368 2 295 2400175kN.m52kN.m40kN.m125kN.m78kN.m60kN.m68kN.m68kN.m68kN.m35MPa35MPa35MPa89mm76.2mm76.2mmr/min）020002200180交流變頻驅(qū)動(dòng)：交流變頻驅(qū)動(dòng)：轉(zhuǎn)速范圍寬，過載能力強(qiáng)，功率利用充分，電機(jī)可靠性高轉(zhuǎn)速范圍寬，過載能力強(qiáng)，功率利用充分，電機(jī)可靠性高2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展83管子處理裝置管子處理裝置旋轉(zhuǎn)頭IBOP 環(huán)形背鉗 導(dǎo)入環(huán)吊卡 傾斜機(jī)構(gòu)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展84鉆桿夾緊背鉗鉆桿夾緊背鉗2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展85電

33、控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)電控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展86主電控系統(tǒng)主電控系統(tǒng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展87頂驅(qū)司鉆操作臺(tái)頂驅(qū)司鉆操作臺(tái)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展88（4 4）液壓鉆機(jī)）液壓鉆機(jī)u 液壓鉆機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)質(zhì)量小，承載能力液壓鉆機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)質(zhì)量小，承載能力高，鉆臺(tái)底座可利用空間大，功率利用率高，高，鉆臺(tái)底座可利用空間大，功率利用率高，鉆井成本低，且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。鉆井成本低，且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。u 近幾年來，加拿大、德國、意大利、美國和近幾年來，加拿大、德國、意大利、美國和挪威等國許多以液壓技術(shù)見長(zhǎng)的公司，研制出挪威等國許多以液壓技術(shù)見長(zhǎng)

34、的公司，研制出多種類型（有的已形成系列）的液壓驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)多種類型（有的已形成系列）的液壓驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)并不斷加以創(chuàng)新、改進(jìn)、完善。并不斷加以創(chuàng)新、改進(jìn)、完善。u 液壓驅(qū)動(dòng)具有運(yùn)動(dòng)方式轉(zhuǎn)換容易等優(yōu)點(diǎn)，在液壓驅(qū)動(dòng)具有運(yùn)動(dòng)方式轉(zhuǎn)換容易等優(yōu)點(diǎn)，在大功率液壓元器件可靠性不斷提高的前提下，大功率液壓元器件可靠性不斷提高的前提下，在對(duì)鉆機(jī)體積和質(zhì)量要求嚴(yán)格的情況下（如海在對(duì)鉆機(jī)體積和質(zhì)量要求嚴(yán)格的情況下（如海洋平臺(tái)、高移運(yùn)性鉆機(jī)），液壓驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)洋平臺(tái)、高移運(yùn)性鉆機(jī)），液壓驅(qū)動(dòng)石油鉆機(jī)已成為一種主要的發(fā)展趨勢(shì)。已成為一種主要的發(fā)展趨勢(shì)。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展89u 加拿大加拿大Tesco公司的套管鉆

35、井鉆機(jī)、挪公司的套管鉆井鉆機(jī)、挪威海事液壓公司的威海事液壓公司的Ram鉆機(jī)等普遍采用全鉆機(jī)等普遍采用全液壓驅(qū)動(dòng)形式外；液壓驅(qū)動(dòng)形式外；u意大利意大利Drillmec公司推出的公司推出的HH系列全液系列全液壓鉆機(jī)已形成壓鉆機(jī)已形成9802942kN鉤載系列產(chǎn)品。鉤載系列產(chǎn)品。u 美國美國Schramm公司于公司于2006年年8月推出了月推出了首臺(tái)伸縮桅桿的首臺(tái)伸縮桅桿的TXD系列靜液傳動(dòng)無絞車系列靜液傳動(dòng)無絞車型動(dòng)力頭鉆機(jī)，目前型動(dòng)力頭鉆機(jī)，目前TXD系列鉆機(jī)已有系列鉆機(jī)已有T90XD型、型、T130XD型和型和T180XD型型3種規(guī)種規(guī)格，提升能力分別為格，提升能力分別為400.5、578.5

36、和和801.0kN。2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展902.4 2.4 鉆機(jī)的自動(dòng)化與數(shù)字化技術(shù)鉆機(jī)的自動(dòng)化與數(shù)字化技術(shù)鉆機(jī)今后的發(fā)展趨勢(shì)鉆機(jī)今后的發(fā)展趨勢(shì)u 數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化、智能化數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化、智能化u 高適應(yīng)性高適應(yīng)性u(píng) 高經(jīng)濟(jì)性、高可靠性高經(jīng)濟(jì)性、高可靠性u(píng) 高移運(yùn)性高移運(yùn)性u(píng) 大型化大型化2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展91鉆機(jī)控制系統(tǒng)由模擬式控制系統(tǒng)逐步鉆機(jī)控制系統(tǒng)由模擬式控制系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)化為數(shù)字式控制技術(shù)，并朝著智能轉(zhuǎn)化為數(shù)字式控制技術(shù)，并朝著智能化控制方向發(fā)展：化控制方向發(fā)展：u 智能化智能化u 網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化u 開放化開放化2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及

37、發(fā)展92 鉆機(jī)智能控制系統(tǒng)以鉆機(jī)智能控制系統(tǒng)以SIEMENSSIEMENS高性能的高性能的PLCPLC為控制核心，通過現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)用數(shù)字為控制核心，通過現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)用數(shù)字化設(shè)備組成化設(shè)備組成PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。u 動(dòng)力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)動(dòng)力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)u 絞車自動(dòng)化控制系統(tǒng)絞車自動(dòng)化控制系統(tǒng)u 轉(zhuǎn)盤軟扭控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)盤軟扭控制系統(tǒng)u 軟泵控制系統(tǒng)軟泵控制系統(tǒng)u 自動(dòng)送鉆系統(tǒng)自動(dòng)送鉆系統(tǒng)u 電子防碰系統(tǒng)一體化儀表系統(tǒng)電子防碰系統(tǒng)一體化儀表系統(tǒng)u 電、氣、液聯(lián)控系統(tǒng)電、氣、液聯(lián)控系統(tǒng)u 智能軟起動(dòng)和執(zhí)行器智能軟起動(dòng)和執(zhí)行器u 傳感器接口（傳感器接口（AS-iAS-i）系統(tǒng)

38、）系統(tǒng)u 電視監(jiān)控系統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng)2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展93ZJ70DBS鉆機(jī)遠(yuǎn)程智能控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)鉆機(jī)遠(yuǎn)程智能控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)u 管理級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理級(jí)網(wǎng)絡(luò) IPC（WinCC），油田局域網(wǎng)，油田局域網(wǎng)u 控制級(jí)網(wǎng)絡(luò)控制級(jí)網(wǎng)絡(luò) PLCu 現(xiàn)場(chǎng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)網(wǎng)絡(luò) 變頻器、變頻器、I/O模塊、模塊、AS-i接口接口2.2.鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展94井下控制工程井下控制工程2鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井新方法鉆井新方法1435 石油鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)石油鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械953.1 3.1 欠平衡鉆井欠平衡鉆井泥漿壓力低于地層壓力的鉆井方法泥漿壓力低于地層壓力的鉆井方法3

39、 3. .鉆井新方法鉆井新方法不同鉆井方式比較過平衡鉆井欠平衡鉆井鉆速慢極大地提高鉆速可能錯(cuò)過產(chǎn)層可能從未知地層發(fā)現(xiàn)油氣容易傷害儲(chǔ)層減少損害可能造成壓差卡鉆不會(huì)造成壓差卡鉆能制止地層坍塌易造成地層坍塌可防止地層流體的涌出易發(fā)生井涌和井噴易造成井漏需要更多的配套設(shè)備3 3. .鉆井新方法鉆井新方法欠平衡鉆井需要的配套設(shè)備3 3. .鉆井新方法鉆井新方法氣體鉆井氣體鉆井龍崗龍崗1 1井使用氣體鉆井井段井使用氣體鉆井井段3304m3304m，僅用，僅用145145天完成天完成6540m6540m的鉆探任務(wù)，創(chuàng)造了單的鉆探任務(wù)，創(chuàng)造了單只空氣錘進(jìn)尺只空氣錘進(jìn)尺1712.82m1712.82m氣體鉆井日

40、進(jìn)尺氣體鉆井日進(jìn)尺557.32m557.32m的新紀(jì)錄。的新紀(jì)錄。四川七里北氣田采用氣體鉆井，與同一四川七里北氣田采用氣體鉆井，與同一地區(qū)采用泥漿鉆井相比，地區(qū)采用泥漿鉆井相比，2 2號(hào)井機(jī)械鉆速號(hào)井機(jī)械鉆速提高提高1 1倍，倍，101101號(hào)井提高約號(hào)井提高約5 5倍倍3 3. .鉆井新方法鉆井新方法3 3. .鉆井新方法鉆井新方法3 3. .鉆井新方法鉆井新方法1014.2 小井眼鉆井小井眼鉆井（1 1）小井眼鉆井設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)）小井眼鉆井設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)u 井眼體積??；井眼體積小；u 節(jié)省費(fèi)用節(jié)省費(fèi)用50%50%左右；左右；u 質(zhì)量輕、占地面積小、鉆機(jī)配套功質(zhì)量輕、占地面積小、鉆機(jī)配套功率低，搬遷

41、安裝簡(jiǎn)便；率低，搬遷安裝簡(jiǎn)便；u 減小環(huán)境污染、降低噪聲干擾。減小環(huán)境污染、降低噪聲干擾。3 3. .鉆井新方法鉆井新方法小井眼鉆井系統(tǒng)小井眼鉆井系統(tǒng)1023 3. .鉆井新方法鉆井新方法103（2 2）國外小井眼鉆井設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀）國外小井眼鉆井設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀u 常規(guī)石油鉆機(jī)改造成小井眼鉆機(jī)常規(guī)石油鉆機(jī)改造成小井眼鉆機(jī) 美國美國Paker鉆井公司、鉆井公司、Cofor公司：公司： 鋼絲繩連續(xù)取芯裝置鋼絲繩連續(xù)取芯裝置 法國法國Forasol-Foramer公司：公司： W-N Apache 意大利：意大利： G150鉆機(jī)鉆機(jī)3 3. .鉆井新方法鉆井新方法104u 專門設(shè)計(jì)小井眼鉆機(jī)專門設(shè)計(jì)

42、小井眼鉆機(jī) 瑞典瑞典Microdrill公司：公司：MD-1500； Long year公司：公司：PM603； 美國美國Standard公司：公司：Irian沼澤地小井眼鉆機(jī)；沼澤地小井眼鉆機(jī)； Amoco公司和公司和Nabors工業(yè)公司：工業(yè)公司：Nabors 170型型 意大利意大利Silvio Ballerini公司：公司：ST系列系列ST-2、ST-4、 ST-6、ST-10，9803500m； Advance公司：公司：G系列車裝鉆機(jī)系列車裝鉆機(jī)G-14、G-22、 G-35、G-55、G-75，8001800m； 美國美國CBC公司：公司：CS系列系列CS-1000、CS-200

43、0、 CS-4000，10004000m，其中，其中CS-4000鉆機(jī)可鉆機(jī)可 進(jìn)行連續(xù)取芯鉆井。進(jìn)行連續(xù)取芯鉆井。3 3. .鉆井新方法鉆井新方法105u 小井眼鉆具小井眼鉆具 鉆頭鉆頭新型新型PDCPDC聚晶金剛石鉆頭、聚晶金剛石鉆頭、TSDTSD金鋼石鉆頭金鋼石鉆頭 鉆柱鉆柱 井下取芯工具井下取芯工具 打撈工具打撈工具 測(cè)井設(shè)備測(cè)井設(shè)備 完井工具完井工具3 3. .鉆井新方法鉆井新方法小井眼井下鉆具組合小井眼井下鉆具組合1063 3. .鉆井新方法鉆井新方法107（3 3）國內(nèi)小井眼鉆井設(shè)備現(xiàn)狀）國內(nèi)小井眼鉆井設(shè)備現(xiàn)狀吉林油田：吉林油田：F100F100型鉆機(jī)、型鉆機(jī)、ZJ15DZJ15

44、D型鉆機(jī)；型鉆機(jī)；四川油田：川西地區(qū)用四川油田：川西地區(qū)用XY5GXY5G型礦業(yè)鉆機(jī)和型礦業(yè)鉆機(jī)和TSJ6/660TSJ6/660型水井鉆機(jī)分別鉆型水井鉆機(jī)分別鉆1000m1000m以下和以下和1500m1500m小小井眼井；井眼井；勝利油田：鉆勝利油田：鉆1500m1500m以下淺層氣井也曾使用了大以下淺層氣井也曾使用了大慶慶130130鉆機(jī)和鉆機(jī)和ZJ45ZJ45型鉆機(jī)；型鉆機(jī)；大慶油田：近幾年小眼井鉆得較多，占國內(nèi)大慶油田：近幾年小眼井鉆得較多，占國內(nèi)80%80%以上，主要使用進(jìn)口的以上，主要使用進(jìn)口的1500m1500m車裝鉆機(jī)鉆小井眼車裝鉆機(jī)鉆小井眼井；井；長(zhǎng)慶油田：鉆小井眼井主要用

45、長(zhǎng)慶油田：鉆小井眼井主要用XJ-450XJ-450、350350、250250及及T50BT50B幾種車裝修井機(jī)。幾種車裝修井機(jī)。3 3. .鉆井新方法鉆井新方法108 國內(nèi)已研制成功：國內(nèi)已研制成功： 液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng) 金剛石小井眼鉆頭金剛石小井眼鉆頭 小井眼測(cè)斜儀器小井眼測(cè)斜儀器 小井眼井下鉆具小井眼井下鉆具 液控盤式剎車液控盤式剎車 正在研制：正在研制：液壓絞車、液壓泥漿泵液壓絞車、液壓泥漿泵3 3. .鉆井新方法鉆井新方法1094.3 4.3 連續(xù)管鉆井連續(xù)管鉆井 國外在用連續(xù)管鉆機(jī)超過國外在用連續(xù)管鉆機(jī)超過800800臺(tái)，臺(tái)，并以超過常規(guī)鉆機(jī)一倍的速度在發(fā)展。

46、并以超過常規(guī)鉆機(jī)一倍的速度在發(fā)展。連續(xù)油管作業(yè)機(jī)連續(xù)油管作業(yè)機(jī)3 3. .鉆井新方法鉆井新方法110連續(xù)油管卷筒連續(xù)油管卷筒 3 3. .鉆井新方法鉆井新方法1114.4.4 4 套管鉆機(jī)套管鉆機(jī)套管鉆機(jī)鉆井具有以下優(yōu)點(diǎn)：套管鉆機(jī)鉆井具有以下優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)化鉆機(jī)結(jié)構(gòu)，減小鉆機(jī)尺寸，降低鉆簡(jiǎn)化鉆機(jī)結(jié)構(gòu)，減小鉆機(jī)尺寸，降低鉆機(jī)成本；機(jī)成本； 節(jié)省鉆井管材，減少費(fèi)用；節(jié)省鉆井管材，減少費(fèi)用； 減少起下鉆時(shí)間；減少起下鉆時(shí)間； 減少意外事故的發(fā)生；減少意外事故的發(fā)生； 套管鉆機(jī)在起下鉆更換鉆頭或測(cè)井時(shí)，套管鉆機(jī)在起下鉆更換鉆頭或測(cè)井時(shí)，可繼續(xù)循環(huán)鉆井液，防止鉆屑沉積，減少可繼續(xù)循環(huán)鉆井液，防止鉆屑沉積，減

47、少卡鉆和井涌發(fā)生。卡鉆和井涌發(fā)生。 3 3. .鉆井新方法鉆井新方法1124.5 4.5 激光鉆井激光鉆井（1 1）激光鉆井技術(shù)的）激光鉆井技術(shù)的發(fā)展歷程發(fā)展歷程 20 20世紀(jì)世紀(jì)6060年代末，美國年代末，美國 20 20世紀(jì)世紀(jì)7070年代初，美國、年代初，美國、法國、荷蘭法國、荷蘭 至至19971997年，激光鉆井的年，激光鉆井的可行性才得以證實(shí)可行性才得以證實(shí) 1998 1998年，美國天然氣工年，美國天然氣工業(yè)協(xié)會(huì)，聯(lián)合美國空軍、業(yè)協(xié)會(huì)，聯(lián)合美國空軍、陸軍啟動(dòng)陸軍啟動(dòng)“激光鉆井激光鉆井”計(jì)計(jì)劃。劃。3 3. .鉆井新方法鉆井新方法113（2 2）激光鉆井的優(yōu)點(diǎn)）激光鉆井的優(yōu)點(diǎn) 更易

48、穿透巖石，大大增加鉆進(jìn)速度；更易穿透巖石，大大增加鉆進(jìn)速度； 連續(xù)鉆進(jìn)，節(jié)省時(shí)間；連續(xù)鉆進(jìn)，節(jié)省時(shí)間； 不需要鉆頭、套管設(shè)備，減少鉆井成本；不需要鉆頭、套管設(shè)備，減少鉆井成本； 光纜連接，易于井底信息傳到地面；光纜連接，易于井底信息傳到地面； 大大減少對(duì)地層的污染；大大減少對(duì)地層的污染； 在一定程度上防止了井噴；在一定程度上防止了井噴； 能有效地控制井眼軌跡。能有效地控制井眼軌跡。 3 3. .鉆井新方法鉆井新方法114（3 3）激光鉆井技術(shù)尚需解決的問題）激光鉆井技術(shù)尚需解決的問題 復(fù)雜的地層條件復(fù)雜的地層條件； 井眼的清洗；井眼的清洗； 異常壓力的控制；異常壓力的控制； 實(shí)驗(yàn)室研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)

49、用的差距。實(shí)驗(yàn)室研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的差距。3 3. .鉆井新方法鉆井新方法1154.6 4.6 其他鉆井新技術(shù)其他鉆井新技術(shù) 膨脹管鉆井技術(shù)；膨脹管鉆井技術(shù)； 微孔鉆井技術(shù)；微孔鉆井技術(shù)； 旋沖鉆井技術(shù)；旋沖鉆井技術(shù)； 高壓高溫鉆井技術(shù)；高壓高溫鉆井技術(shù)； 三維可控與可視化鉆井技術(shù)；三維可控與可視化鉆井技術(shù)； 3 3. .鉆井新方法鉆井新方法116井下控制工程井下控制工程2鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井機(jī)械及發(fā)展鉆井新方法鉆井新方法1435 石油鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)石油鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鉆井工程與鉆井機(jī)械鉆井工程與鉆井機(jī)械1174 井下控制工程井下控制工程井下控制工程學(xué)井下控制工程學(xué)蘇義腦蘇義腦 井下控制工程學(xué)是用工程控制論的觀井

50、下控制工程學(xué)是用工程控制論的觀點(diǎn)和方法，去研究和解決油氣井井下工程點(diǎn)和方法，去研究和解決油氣井井下工程控制問題的有關(guān)理論、技術(shù)手段的一個(gè)新控制問題的有關(guān)理論、技術(shù)手段的一個(gè)新學(xué)科分支，是一個(gè)多學(xué)科交叉的應(yīng)用技術(shù)學(xué)科分支，是一個(gè)多學(xué)科交叉的應(yīng)用技術(shù)新領(lǐng)域。新領(lǐng)域。 以井下為對(duì)象，以控制為目標(biāo)，以力以井下為對(duì)象，以控制為目標(biāo)，以力學(xué)為基礎(chǔ)，以機(jī)械為主體，以泥漿為介質(zhì)，學(xué)為基礎(chǔ)，以機(jī)械為主體，以泥漿為介質(zhì)，以計(jì)算機(jī)為手段，以實(shí)驗(yàn)為依托。以計(jì)算機(jī)為手段，以實(shí)驗(yàn)為依托。4.4.井下控制工程井下控制工程118地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù) 鉆井就是根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)，采取各種措鉆井就是根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)，采取各種措

51、施向目的層進(jìn)軍。鉆井導(dǎo)向是幾何導(dǎo)向，施向目的層進(jìn)軍。鉆井導(dǎo)向是幾何導(dǎo)向，只要鉆遇事先確定的幾何目標(biāo)，即使沒有只要鉆遇事先確定的幾何目標(biāo)，即使沒有發(fā)現(xiàn)油層，鉆井工作也算大功告成。發(fā)現(xiàn)油層，鉆井工作也算大功告成。 油田開發(fā)的不斷深入和勘探開發(fā)一體油田開發(fā)的不斷深入和勘探開發(fā)一體化的進(jìn)程不斷加快，對(duì)鉆井技術(shù)提出了越化的進(jìn)程不斷加快，對(duì)鉆井技術(shù)提出了越來越高的要求?，F(xiàn)在，鉆井不再是單純?yōu)閬碓礁叩囊蟆，F(xiàn)在，鉆井不再是單純?yōu)榱舜蚓舜蚓?，“打井為了出油打井為了出油”的認(rèn)識(shí)被更多的認(rèn)識(shí)被更多人所接受。人所接受。4.4.井下控制工程井下控制工程119 同時(shí)，部分測(cè)井項(xiàng)目也由原來的完井后同時(shí)，部分測(cè)井項(xiàng)目也

52、由原來的完井后進(jìn)行，變?yōu)殡S鉆隨測(cè)、在鉆進(jìn)中進(jìn)行。進(jìn)行，變?yōu)殡S鉆隨測(cè)、在鉆進(jìn)中進(jìn)行。 鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，是鉆探目標(biāo)不再鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，是鉆探目標(biāo)不再固定不變，而是根據(jù)油層的位置隨時(shí)調(diào)整，固定不變，而是根據(jù)油層的位置隨時(shí)調(diào)整，將原先預(yù)測(cè)固定的將原先預(yù)測(cè)固定的“幾何靶幾何靶”變成實(shí)際上不變成實(shí)際上不確定的確定的“移動(dòng)靶移動(dòng)靶”。也就是說，鉆井導(dǎo)向必。也就是說，鉆井導(dǎo)向必須由幾何導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)榈刭|(zhì)導(dǎo)向。須由幾何導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)榈刭|(zhì)導(dǎo)向。 地質(zhì)導(dǎo)向的任務(wù)是對(duì)準(zhǔn)確鉆入油氣目的地質(zhì)導(dǎo)向的任務(wù)是對(duì)準(zhǔn)確鉆入油氣目的層負(fù)責(zé)。層負(fù)責(zé)。 “為鉆頭裝上鼻子，讓鉆頭聞著油味準(zhǔn)為鉆頭裝上鼻子，讓鉆頭聞著油味準(zhǔn)確前行。確前行。

53、”4.4.井下控制工程井下控制工程120（2）4.4.井下控制工程井下控制工程121組成：組成：井下測(cè)量井下測(cè)量用用MWD或或LWD測(cè)量測(cè)量近鉆頭處近鉆頭處 參數(shù)和工程參數(shù)；參數(shù)和工程參數(shù)；導(dǎo)向鉆具導(dǎo)向鉆具用井下導(dǎo)向馬達(dá)作為導(dǎo)向執(zhí)用井下導(dǎo)向馬達(dá)作為導(dǎo)向執(zhí)行行 工具；工具；信息傳輸信息傳輸用無線短傳技術(shù)把近鉆頭測(cè)量用無線短傳技術(shù)把近鉆頭測(cè)量 信息越過導(dǎo)向馬達(dá)傳至信息越過導(dǎo)向馬達(dá)傳至MWD 或或LWD并進(jìn)一步上傳；并進(jìn)一步上傳；決策處理決策處理地面信息處理與導(dǎo)向決策軟件地面信息處理與導(dǎo)向決策軟件 系統(tǒng)將井下測(cè)量信息進(jìn)行處理系統(tǒng)將井下測(cè)量信息進(jìn)行處理 解釋、判斷、決策，指揮導(dǎo)向解釋、判斷、決策，指揮

54、導(dǎo)向 工具準(zhǔn)確鉆入油氣目的層。工具準(zhǔn)確鉆入油氣目的層。4.4.井下控制工程井下控制工程1224.2 隨鉆測(cè)量系統(tǒng)隨鉆測(cè)量系統(tǒng) 井下隨鉆測(cè)量包括鉆井工程測(cè)量（井下隨鉆測(cè)量包括鉆井工程測(cè)量（MW D）和隨鉆測(cè)井（）和隨鉆測(cè)井（LWD）兩大部分。）兩大部分。 隨鉆測(cè)量技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了鉆井、錄井、隨鉆測(cè)量技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了鉆井、錄井、測(cè)井乃至地震（隨鉆地震測(cè)井乃至地震（隨鉆地震SWD）和地質(zhì)（實(shí)）和地質(zhì)（實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)時(shí)評(píng)價(jià)FEWD）的多學(xué)科交叉與融合，實(shí)現(xiàn)）的多學(xué)科交叉與融合，實(shí)現(xiàn)了在鉆井的同時(shí)對(duì)鉆井作業(yè)的綜合評(píng)價(jià)和實(shí)了在鉆井的同時(shí)對(duì)鉆井作業(yè)的綜合評(píng)價(jià)和實(shí)時(shí)測(cè)井作業(yè)時(shí)測(cè)井作業(yè) 。4.4.井下控制工程井下控制

55、工程123 借助于借助于MWD進(jìn)行鉆頭力學(xué)和鉆井的動(dòng)進(jìn)行鉆頭力學(xué)和鉆井的動(dòng)態(tài)測(cè)量，地面上很難測(cè)量的工程參數(shù)在井態(tài)測(cè)量，地面上很難測(cè)量的工程參數(shù)在井下可以準(zhǔn)確獲得。下可以準(zhǔn)確獲得。 如井底鉆頭鉆壓、扭矩、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、如井底鉆頭鉆壓、扭矩、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、壓力、井斜角、方位角、工具面角、溫度、壓力、井斜角、方位角、工具面角、溫度、鉆柱彎矩、軸向拉（壓）力和三向（軸向、鉆柱彎矩、軸向拉（壓）力和三向（軸向、徑向、周向）加速度等。徑向、周向）加速度等。 這些參數(shù)的實(shí)時(shí)獲得，利于修正各種這些參數(shù)的實(shí)時(shí)獲得，利于修正各種模型、優(yōu)化鉆井參數(shù)、產(chǎn)層導(dǎo)向、預(yù)測(cè)和模型、優(yōu)化鉆井參數(shù)、產(chǎn)層導(dǎo)向、預(yù)測(cè)和預(yù)防及提前控制井下

56、事故的發(fā)生，達(dá)到安預(yù)防及提前控制井下事故的發(fā)生，達(dá)到安全、高效鉆井的目的。全、高效鉆井的目的。4.4.井下控制工程井下控制工程124LWD：利用隨鉆伽馬測(cè)井信息確定泥頁巖層：利用隨鉆伽馬測(cè)井信息確定泥頁巖層來選擇套管下深；確定儲(chǔ)集層頂部開始取心來選擇套管下深；確定儲(chǔ)集層頂部開始取心作業(yè)；在鉆進(jìn)時(shí)利用隨鉆伽馬、密度、聲波作業(yè)；在鉆進(jìn)時(shí)利用隨鉆伽馬、密度、聲波和電阻率測(cè)井曲線等評(píng)價(jià)地層壓力；在地層和電阻率測(cè)井曲線等評(píng)價(jià)地層壓力；在地層將被鉆井液嚴(yán)重污染前獲得真實(shí)的地層特性將被鉆井液嚴(yán)重污染前獲得真實(shí)的地層特性和最新資料。和最新資料。4.4.井下控制工程井下控制工程1254.3 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向馬達(dá)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向

57、馬達(dá) 推靠式（推靠式（Push the Bit）在鉆頭附近在鉆頭附近直接給鉆頭提供側(cè)向力；直接給鉆頭提供側(cè)向力； 指向式（指向式（Point the Bit）通過近鉆通過近鉆頭處鉆柱的彎曲使鉆頭指向井眼軌跡控制方頭處鉆柱的彎曲使鉆頭指向井眼軌跡控制方向。向。4.4.井下控制工程井下控制工程126 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的工作機(jī)理都是靠偏旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的工作機(jī)理都是靠偏置機(jī)構(gòu)（置機(jī)構(gòu)（Bias Units）分別偏置鉆頭或鉆柱，）分別偏置鉆頭或鉆柱，從而產(chǎn)生導(dǎo)向。從而產(chǎn)生導(dǎo)向。 偏置機(jī)構(gòu)的工作方式又可分為靜態(tài)偏置偏置機(jī)構(gòu)的工作方式又可分為靜態(tài)偏置式（式（Static Bias）和動(dòng)態(tài)偏置式（）和動(dòng)態(tài)偏

58、置式（Dynamic Bias）（即調(diào)制式（）（即調(diào)制式（Modulated）兩種。）兩種。 靜態(tài)偏置式是指偏置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在鉆進(jìn)過靜態(tài)偏置式是指偏置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在鉆進(jìn)過程中不與鉆柱一起旋轉(zhuǎn)，從而在某一固定方程中不與鉆柱一起旋轉(zhuǎn)，從而在某一固定方向上提供側(cè)向力；向上提供側(cè)向力； 調(diào)制式是指偏置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在鉆進(jìn)過程中調(diào)制式是指偏置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在鉆進(jìn)過程中與鉆柱一起旋轉(zhuǎn)，依靠控制系統(tǒng)使其在某一與鉆柱一起旋轉(zhuǎn)，依靠控制系統(tǒng)使其在某一位置定向支出提供導(dǎo)向力。位置定向支出提供導(dǎo)向力。 4.4.井下控制工程井下控制工程127 三種工作方式的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具系統(tǒng)性能對(duì)比表三種工作方式的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具系統(tǒng)性能對(duì)比表工作方式工作方

59、式代表系統(tǒng)代表系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向程旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向程度度造斜能力造斜能力/30m位移位移延伸延伸能力能力螺旋螺旋井眼井眼適應(yīng)井眼尺適應(yīng)井眼尺寸寸（mm）靜態(tài)偏置靜態(tài)偏置推靠式推靠式AutoTrak RCLS工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)外筒不旋轉(zhuǎn)外筒不旋轉(zhuǎn)6.5低低存在存在216311調(diào)制式調(diào)制式PowerDrive SRD全旋轉(zhuǎn)全旋轉(zhuǎn)8.5高高存在存在152311靜態(tài)偏置靜態(tài)偏置指向式指向式Geo-Pilot工具系統(tǒng)工具系統(tǒng)外筒不旋轉(zhuǎn)外筒不旋轉(zhuǎn)5.5中中消除消除2163114.4.井下控制工程井下控制工程1284.4 隨鉆測(cè)量信息傳輸技術(shù)隨鉆測(cè)量信息傳輸技術(shù)（1）有線傳輸方式）有線傳輸方式 通過電纜或光纜傳送信號(hào)，關(guān)鍵

60、通過電纜或光纜傳送信號(hào)，關(guān)鍵解決如何通過鉆桿的問題。解決如何通過鉆桿的問題。 電纜、鉆桿、光纜電纜、鉆桿、光纜（2）無線傳輸方式）無線傳輸方式 通過環(huán)境介質(zhì)傳送信號(hào)，關(guān)鍵解通過環(huán)境介質(zhì)傳送信號(hào)，關(guān)鍵解決長(zhǎng)距離傳輸中信號(hào)衰減問題決長(zhǎng)距離傳輸中信號(hào)衰減問題 泥漿、電磁、聲波泥漿、電磁、聲波4.4.井下控制工程井下控制工程129（1）有線傳輸方式）有線傳輸方式 電纜傳輸方式電纜傳輸方式 電纜隨鉆信號(hào)傳輸?shù)姆椒ㄊ峭娎|隨鉆信號(hào)傳輸?shù)姆椒ㄊ峭ㄟ^鉆桿內(nèi)部下入電導(dǎo)線，導(dǎo)線的類過鉆桿內(nèi)部下入電導(dǎo)線，導(dǎo)線的類型與電測(cè)中的電纜相似，是鎧裝電型與電測(cè)中的電纜相似，是鎧裝電纜。隨著鉆井的加深，加接單根時(shí)纜。隨著鉆井的