常規(guī)導(dǎo)向鉆具的主要特點分析概述旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是衡量自動化、智能化鉆井水平的重要標(biāo)志，是一種能夠滿足惡劣工作環(huán)境下的高端技術(shù)。在多支井、水平井以及大位移井等特殊井開發(fā)中應(yīng)用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，不僅提高鉆井速率，降減少鉆井事故發(fā)生，而且很大程度上降低了鉆探成本[8-9]。目前定向鉆井工程中，核心的導(dǎo)向鉆井工藝主要以MWD、馬達(dá)（螺桿鉆具為主）以及鉆頭為主的鉆具組合，利用MWD隨鉆測量工具以此采集井斜角、方位角以及工具面角等相關(guān)鉆井參數(shù)。（1）可控彎接頭旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具鉆井過程中，可控彎接頭控制主要將井下閉環(huán)與地面閉環(huán)兩者相結(jié)合，從而實現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)過程中實時調(diào)整連續(xù)井斜、方位。井下閉環(huán)控制主要通過閉環(huán)控制測控系統(tǒng)以及偏心控制器，以此維持設(shè)定的偏心位移矢量，可控偏心器關(guān)于工具面角的改變并不作出判斷；當(dāng)偏心器工具面角調(diào)整時，通過地面將信息通道下傳，監(jiān)測系統(tǒng)和偏心控制器從而實時改變偏心位移矢量，調(diào)整可控彎接頭的擺動方向以及大小，實現(xiàn)相目的造斜方向鉆進(jìn)[10]。1）可控彎接頭的導(dǎo)向機構(gòu)可控彎接頭的導(dǎo)向機構(gòu)主要組成部分為變異萬向軸、旋轉(zhuǎn)外套、不旋轉(zhuǎn)外筒、球面偏心環(huán)以及推力軸承（圖1.11）[11]。圖1.11可控彎接頭的導(dǎo)向機構(gòu)示意圖2）可控彎接頭的導(dǎo)向原理目前按工作模式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)有三類：靜態(tài)偏置推靠式、靜態(tài)偏置指向式以及動態(tài)偏置推靠式，從目前應(yīng)用現(xiàn)狀來看，指向式已成為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。鉆井過程中，導(dǎo)向機構(gòu)根據(jù)控制單元發(fā)出的指令，利用可控電機實現(xiàn)球面偏心環(huán)偏心位置的調(diào)整，使變異萬向軸發(fā)生擺動，在偏心環(huán)的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定的角度，其作用類似于形成一個可調(diào)彎角，實時糾正井斜和方位。當(dāng)井下自動控制目的實現(xiàn)后，將變異萬向軸向某一固定方向發(fā)生偏置，從而為鉆頭提供沿指定方向的傾角。3）可控彎接頭的特點傳統(tǒng)彎接頭在造斜過程中，鉆具組合為包含鉆頭、彎接頭、動力鉆具以及鉆鋌，整個鉆具組合在井下動力鉆具帶動下滑動鉆進(jìn)。而可控彎接頭整個鉆具組合均處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，避免了滑動鉆井模式的一些缺陷，很大程度上提高了鉆井速度以及安全性，超深井、大位移井鉆探成為現(xiàn)實[12]。除此之外，可控彎接頭不必起下鉆可以自動調(diào)節(jié)鉆具導(dǎo)向，從而使得鉆井效率以及井眼控制的靈活性大大提高，滿足特殊工藝井的導(dǎo)向鉆井相關(guān)要求。（2）彎外殼螺桿鉆井工具彎殼體螺桿鉆具是水平井作業(yè)的必備工具，1990年之前主要依靠國外進(jìn)口。與常規(guī)螺桿鉆具相比，最為突出的特點是造斜快，與其它配套工具組合使用形成導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，完成增斜、降斜以及穩(wěn)斜等多種作業(yè)的需要，在一定程度上實現(xiàn)了水平鉆井和井眼軌跡控制的連續(xù)性。1）彎外殼螺桿結(jié)構(gòu)彎殼體螺桿鉆具主要根據(jù)3點幾何法原理設(shè)計而成，它由低速大扭矩容積式馬達(dá)提供旋轉(zhuǎn)動力，傳遞至鉆頭，通過鉆具彎外殼實現(xiàn)鉆頭的偏移。根據(jù)鉆井工藝目前需要，該類型鉆具可制成單彎和同向雙彎兩種不同的結(jié)構(gòu)型式，可以選擇各種不同的彎角，從而滿足不同的造斜率[13-14]。其中，小角度的單彎鉆具同時又是一種導(dǎo)向鉆井馬達(dá)，它協(xié)同其它配套工具以此組成導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，滿足導(dǎo)向鉆井作業(yè)的要求。也就是當(dāng)鉆柱不旋轉(zhuǎn)，通過滑動方式或定向方式地層鉆進(jìn)時，可以控制鉆頭沿導(dǎo)向鉆具的目的彎角方向向前鉆進(jìn)，從而實現(xiàn)造斜、降斜、增斜或扭方位等多功能作業(yè)需要。2）彎外殼螺桿鉆井工具的特點=1\*GB3①彎外殼螺桿鉆具大排量、低轉(zhuǎn)速、高扭矩，這樣不僅可以增強了井底清洗效果，而且其與牙輪鉆頭和PDC鉆頭在工作特性可相匹配，很大程度上提高機械鉆速[15]。=2\*GB3②調(diào)換彎殼體彎角控制造斜率的大小，該功能可以滿足大、中半徑水平井的工藝需求。=3\*GB3③單彎鉆具部件彎點距鉆頭比較近，從而減小了鉆頭橫向偏移，當(dāng)鉆具彎角在較小的情況下，既能在滑行鉆進(jìn)過程中獲得比較高的的造斜率，又可在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的同時進(jìn)行多功能作業(yè)。=4\*GB3④小角度單彎鉆具的多功能的特點，定向井軌跡的控制能力大幅度擴大，從而提高井眼控制的精度和定向以及扭方位的效率，減少起下次數(shù)，大幅度縮短鉆井周期，降低了鉆井作業(yè)成本。=5\*GB3⑤鉆頭小的橫向偏移能夠減輕所受的側(cè)向力，延長鉆頭壽命的同時增加鉆頭進(jìn)尺。