旋转导向钻井技术简介.
塔里木深井旋转地质导向钻井技术
【技术】塔里木深井旋转地质导向钻井技术
文/张程光 吴千里 王孝亮 吕宁，中国石油钻井工程技术研究院 中国石油塔里木油田公司 中国石化石油工程公司胜利分公司
引言
对于埋藏深、地质构造复杂的油藏，应用弯壳体导向螺杆钻具通常无法有效引导井身轨迹准确达到或穿越储集层，而旋转地质导向钻井因其技术优势被越来越广泛地应用，目前已成为一项主流技术。近年来全球范围内的地质导向与旋转导向服务井数快速增长：以斯伦贝谢公司为例，地质导向作业井由2006年的近300
口上升至2009 年的700 口，旋转导向系统进尺则从2006 年的5 898 km 提高至2011 年的19 740km；2004—2010 年在国内各种复杂、难动用油气藏应用地质导向技术的水平井超过345 口。
塔里木油田某区块的薄砂层油层埋藏深、厚度小，且构造边缘横向发育不稳定。为了更高效地开发该类油层，引入旋转地质导向技术，并通过不断摸索试验使该技术更好地适应区块地层条件，确保井眼轨迹始终处于油层中最佳位置。
1 塔里木油田深井薄油层钻井技术难点及对策
①的层埋藏深、厚度薄。目的层垂深超过5 000m，完钻井深5 500～6 000 m，采用传统滑动钻进方式会因井深增加造成摩阻扭矩的增加，对MWD（随钻测量）信号传输的要求也会提高；目的层为两套砂岩，油层薄，厚度仅为1～2 m。为获得较好的开发效果，需采用双台阶水平井钻井。旋转地质导向钻井技术的旋转钻进方式有利于岩屑运移和井眼清洁，能降低摩阻，从而提高水平井段延伸能力。
②裸眼井段长、岩性变化大。二开裸眼井段长达5 000 m 左右，易出现托压和黏卡现象，渗漏层和垮塌层均处于同一井眼内，地层砂泥岩互层多，钻时不均匀，地层研磨性强。因此，需控制合适的钻井液黏度和切力、根据导向工具的作业特点选择钻头型号，同时在旋转钻进的基础上加强短程起下钻协助带砂。
③构造边缘储集层横向展布不均、地层对比困难。油藏构造边缘的砂体发育不稳定、地层倾角变化大，地层对比困难，增加了着陆位置判断和油层追踪的难度。因此，在作业过程中需特别保证随钻测井数据的准确性以及导向工具快速稳定的造斜调整能力。
旋转导向系统PowerV简介
斯伦贝谢旋转导向系统PowerV简介
一. PowerV 简介和应用范围
PowerV是斯伦贝谢公司发明的一种旋转导向系统的产品名称，它只是斯伦贝谢旋转导向系统PowerDrive家族中的一员。
所谓旋转导向系统，是指让钻柱在旋转钻进过程中实现过去只有传统泥浆马达才能实现的准确增斜、稳斜、降斜或者纠方位功能，但相对于泥浆马达，PowerDrive有非常明显的优点，稍后进行比较。
旋转导向系统广泛用于使用泥浆马达进行滑动钻进时比较困难的深井、大斜度井、大位移井、水平井、分枝井(包括鱼刺井)，以及易发生粘卡的情况。
二. 旋转导向系统PowerDrive的优点
1. 反映和降低了所钻井段的真正狗腿度，使井眼更加平滑。
例如：用泥浆马达打30米井段，滑动钻进15米，转动钻进15米，井斜角增加4度，得到平均狗腿度4度/30米。实际上，转钻15米井斜角几乎没有变化，这15米的实际狗腿度是零；而4度的井斜角变化是由滑钻15米产生的，这15米的实际狗腿度是8度/30米。
而用PowerV在同一设置下打出的每一米都是同样均匀和平滑的，减少了井眼轨迹的不均匀度，从而减少了在起下钻和钻进过程中钻具实际所受的拉力和扭矩，减少了以后下套管和起下完井管串的难度。
2. 使用PowerV钻出的井径很规则。
而使用传统泥浆马达在滑动井段的井径扩大很多，而转动井段的井径基本不扩大。这种井径的忽大忽小为是井下事故的隐患，也不利于固井时水泥量的计算。
3. 由于PowerV钻具组合中的所有部分都在不停的旋转，大大降低了卡钻的机会。
而使用传统泥浆马达在滑动钻进时除钻头外，其它钻具始终贴在下井壁上，容易造成卡钻。
4. 在钻进过程中，由于PowerV组合中的所有钻具都在旋转，这有利于岩屑的搬移，大大减少了形成岩屑床的机会，从而更好的清洁井眼。这对于大斜度井、大位移井、水平井意义很大。
旋转导向工具导向模块部件组成及原理
旋转导向工具导向模块部件组成及原理
摘要：本文主要对旋转导向钻井工具研发的关键技术之一导向模块的研究情况作了简要介绍，并对目前导向模块的机械设计结构、供电、通讯、控制系统的工作原理、非接触供电部分的试验设计做了详细的说明，确定了存在的技术难点及下一步我们要主攻的研究方向。
关键词：旋转导向工具 导向模块 非接触供电 电磁感应 定向控制
一、旋转导向结构
旋转导向钻井工具由双向通讯系统、MWD随钻测井系统以及导向系统三部分组成。导向系统是其主要执行机构，是能否实现定向自动控制的重要部件。导向头设计结构，如图1所示。
图1：导向头结构图
导向头从结构上分为旋转轴和不旋转导向外套两大部分。旋转轴从导向套中间穿过与钻头连接，带动钻头与钻柱一起旋转，导向套与旋转轴之间镶有金刚石耐磨片的硬质合金滑动轴承，以保证相对转动时产生较小的磨损。三个可伸缩翼肋布置在导向套中，由地面大控制闭环或地下小控制闭环控制其伸缩量以进行方位和井斜的控制。
二、导向头各部件组成与工作原理
(一)导向头各部件组成
导向头部分由初级电路模块、非接触供电及通讯模块、次级电路及近钻头井斜工具面测量模块、液压模块等组成。其中初级电路模块、非接触供电的内套部分和中心轴一起旋转，而非接触供电的外套部分、次级电路及近钻头井斜工具面测量模块、液压模块置于不旋转导向套中。
1.初级电路模块
包括信号解调电路、信号与能量载波调制电路。它用于接收上部泥浆发电机向下传递的电能及地面给出的命令信号给出的轨迹井斜方位信号并经过处理后输出。再通过信号与能量载波调制电路与命令信号、轨迹井斜方位信号进行相应的调制，输出给非接触供电及通讯模块。
2.非接触供电及通讯模块
信号与电能的共同传递还会带来信号调制和双向同步传输能量与信号的问题。信号调制的关键是如何进行优化调制以达到最小的错码率。双向同时传输的主要问题是在一条通路上如何进行下传150W交流电能的同时上传控制信号。这些方面都需要进行深入的理论研究及实验。经过调研试验，项目组已经确定了应用感应式非接触供电及信号传递技术在初级电路和次级电路之间传递的可行性。非接触供电及信号传递系统包括原边和副边，其设计结构如下：
旋转导向系统POWER-V钻井技术应用简介
２００８年第４期 西部探矿工程 ７９
旋转导向系统ＰＯＷＥＲ－－Ｖ钻井技术应用简介
张俊良 ，肖 科 ，吕俊川
（１．西南油气田分公司川Ｉ东北气矿，四川达州６３５０００￣２．四川Ｉ石油管理局通信公司重庆分公司，重庆４０００２１）
摘要：在山前高陡构造等复杂地层垂直钻井工程中，由于地层自然造斜效应的影响，井斜问题十分 严重，成为长期以来制约山前高陡构造等易斜地层油气资源勘探开发进程的一大技术瓶颈，也是自旋
转钻井应用于石油工业以来的百年技术难题之一。为了适应复杂地质条件下深井垂直钻井防斜打快 的市场需求，斯伦贝谢公司推出了旋转导向系统Ｐｏｗｅｒ—Ｖ，使得钻柱在旋转钻进过程中实现过去只
有传统泥浆马达才能实现的准确增斜、稳斜、降斜或者纠方位功能，可以在一定井深和井眼尺寸范围 内有效控制井斜变化，并达到比较理想的机械速度。ＰＯＷＥＲ－－Ｖ工具是实现山前高陡构造地层防
斜打直和快速钻井的有效技术之一。
关键词：旋转导向；防斜快打；高陡构造
中图分类号：ＴＥ２４文献标识码：Ｂ文章编号：１Ｏ０４—５７１６（２Ｏ０８）０４一Ｏ０７９～０４
１ ＰＯＷＥＲ－－Ｖ组成与工作原理
ＰＯＷＥＲ－－Ｖ仪器主要由电子控制部分和机械导 向部分组成。电子控制部分是一根无磁钻挺及固定在
其内部轴承上的电子仪器组件组成，直接连接在机械导 向部分上部。控制部分可在钻铤内自由转动，当钻具组
合随整个钻柱转动时，它可保持相对静止状态，将工具
面摆在设计的方向上。其控制功能通过进行钡４量定位
的内部传感器和电子扭矩仪实现。
ＰＯＷＥＲ－－Ｖ下入井底钻进后，电子控制部分的内
部传感器（磁力仪和重力加速仪等）测量到井斜和方位， 与地表设定的设计工具面进行比较，然后通过引鞋（控
制部分）及与之相连的控制导向轴（导向部分）控制旋转
阀，决定那个导向／推力块在设计的方向伸出作用于井 壁，实现对井眼轨迹的控制。当ＰＯＷＥＲ—Ｖ起出井眼
后，可以通过编程口下载出存储在控制部分内部存储器 内的数据，然后对数据进行详细分析，确定工具在井下
旋转导向钻井技术及其应用
科学管理
152 2018年第2期旋转导向钻井技术是在井下旋转导向工具作用下控制轨迹和实施钻进，其轨迹几何导向和轨迹地质导向分别通过MWD和LWD实现。该技术不再采取滑动钻进方式，在旋转钻进的过程中也能实时控制轨迹，相对于地质导向钻井技术，有着更低的风险、更高的整体效益，也避免了一些缺陷，在油气资源开发中具有重要意义。1 旋转导向钻井技术工作原理旋转导向钻井技术是在井下旋转导向工具的作用下对钻井进行控制，使钻具产生轴线偏心，以此来将侧向力施加到钻头，对轨迹实现旋转控制。对于下部钻具，在不受作用时的前进轨迹为直线，将大小为F的钻压施加到钻头。偏心装置的作用下在某一点发生弯曲，与轴线的角度为α，施加到钻头的钻压就会分解为两个方向钻压，垂直井壁的侧向力ൌȽ沿钻具轴向的力ൌȽ钻头受到的侧向力会随着偏心装置所处的井下位置不同而不同。在偏心控制装置作用下，能随意调整偏心装置的摆放位置，在井眼垂直剖面的360º范围内，侧向力可以实现任意方向的控制，以此来全方位控制轨迹。2 旋转导向钻井工具该技术所涉及的工具主要是旋转导向工具，其他还包括对应的配套工具等。根据实现钻具偏心机理的区别可将旋转导向工具分为两类：动态调节式旋转导向工具和静态调节式旋转导向工具，动态调节式会随钻具旋转，静态调节式则不会随钻柱旋转。配套工具主要包括扶正器、高性能钻头、震击器、定向接头、井下加力器、加重钻杆、无磁钻杆、柔性钻铤、短钻铤、钻铤、短无磁钻铤、井下仪器MWD悬挂短节、单向阀等。2.1 动态可调式动态可调式旋转导向工具要在转动的钻具作用下才能伸处稳定器翼片。导向控制装置可对动态调节式旋转导向工具实现控制。在导向控制装置的作用下使钻具工作状态为导向工作时，对导向轴的方向进行调整，可将钻具导向既定的工位。施工过程中，高压流体在导向轴的控制下流进高压腔，作为动力来伸出翼片，翼片的伸缩通过控制阀来控制，类似于将一个侧向力施加到钻具上，以此来达到旋转导向钻进目的。在导向钻具的工作状态不是导向工作时，通过导向控制装置实现控制，翼片不会伸出，井下钻具组合的工作状态为其自身的自然状态。动态调节旋转导向工具只有在钻具旋转的过程中才能达到施工效果，没有钻具旋转也无法达到导向钻进的目标。典型的动态可调式钻井系统有SCHLUMBERGER公司的Powerdrive旋转导向系统，主要包括控制机构和侧向偏置机构，侧向偏置机构施加到钻头的侧向力主要是通过伸出翼片后受到的井壁反作用来实现，控制机构对侧向力的方向和大小进行控制。2.2 静态可调式静态可调式旋转导向工具有着固定的偏心稳定器，可对方向进行调整。不同于动态可调式的工作原理，其主要是通过可调偏心扶正器来实现导向控制。可调偏心扶正器的偏心块在转动中相对于井壁保持稳定，可在地面对其伸缩量和伸缩进行控制。地面的控制手段主要是加压或开泵等，对可调偏心扶正器伸出块的伸出量进行调整，以此来实现偏心方位角和偏心距离的调节，实现钻具组合的轴向偏心调节，按照轨迹调整需要来对钻头的方位调整力和造斜力进行调整，最终实现导向钻进的目的。如果不需要导向钻进，缩回伸出块就能使钻井组合的状态恢复到自然工作状态。典型的静态可调式钻井系统有AGIP公司与BAKER-HUGHES INTEQ公司联合开发的AutoTrak RCLS旋转导向钻井系统，主要由静态稳定器套和传动轴组成，传动轴随钻具转动，静态稳定器套不随钻具转动。静态稳定器包括3个相对独立可液压控制的翼片、随钻控制电路以及一个近钻头井斜传感器，翼片缩回和伸出的公里来自稳定器的高压流体，在实施监测结果和数据基础上，通过井下微处理系统来控制各翼片的伸出情况，以此来实现轨迹设计。3 技术特点在旋转导向钻井技术中，井下钻具不再需要井下马达操作而处于长期旋转状态，首先要选用性能优良的钻具组合。施工过程中，钻具组合的选取要在充分发挥地层自然降斜、增斜能力的基础上，从轨迹走向和地层对轨迹影响力出发来综合选择，尽量避免旋转导向工具的长时间施工。在地面通过开泵、往复开泵或加压、向钻具加压组合等地面操作就可对旋转导向工具的状态进行调整，以此来控制轨迹，在钻具转动过程中能获得最好的轨迹控制效果。在旋转导向钻井技术中，控制轨迹不再是井下马达，而是对旋转导向工具的状态进行调整，以此为连续转动的钻具提供不同的侧向力，能有效避免因钻柱弹性形变而引起的井下钻具摩阻增大和工具面控制难等问题，能有效控制经验扭曲程度，解决了井深限制的问题。钻具连续转动且为稳定器结构，减少其与井壁间的接触面积，有效改善井眼清洗效果，降低了砂桥卡钻、粘附卡钻等事故发生的几率，降低施工风险。转动的钻具更易于控制钻压；平滑的轨迹和减少的摩阻可促进轨迹最大限度地向前延伸，更易于进行测井和完井作业。该技术的应用不仅提升了油层穿越效率，还因超长水平段而提升单井施工效率，从而加大整体油藏的开发效益，现阶段的试验已经取得了一定效果，这也将是未来导向钻井技术的助攻方向。参考文献[1]沈建文. 微流量控制钻井环空波动压力反问题研究[J]. 应用力学学报，2017，34（6）：1014-1018；1213.旋转导向钻井技术及其应用吕令锋 王祝 中国石油集团海洋工程有限公司钻井事业部 天津 300280摘要：旋转导向钻井技术通过旋转导向，实现方位和井斜的灵活、自动调整。本文从旋转导向钻井技术的原理出发，探讨旋转导向钻井技术的特点。关键词：旋转导向 动态可调式 静态可调式
旋转导向随钻测控技术
旋转导向随钻测控技术
作者：王忠良，李金刚，黄川
来源：《石油知识》 2016年第4期
王忠良 李金刚 黄 川
水平井开发作为提高单井产量及采收率的重要手段已在长庆区块普遍应用，而优质、高效地完成薄油层长水平段水平井开发则是其中技术难点。因此，随钻测井（Logging While
Drilling，LWD）技术的作用显得尤为重要。
经过近30年的发展，旋转导向技术已经日趋成熟，国际三大油服企业都推出了性能可靠的选择导向系统，本文以贝克休斯AutoTrak GT4G为例，介绍旋转导向随钻测井技术。
传统随钻测井技术采用的滑动导向系统，在钻长水平段水平井时，由于上部钻柱不旋转，会引起摩阻和扭矩过大、方位漂移失控、井眼轨迹不平滑等问题。计算和实践均证明，水平井的水平段极限延伸能力受到了限制。而贝克休斯旋转导向随钻测控技术，能有效地解决上述难题。
贝克休斯AutoTrak 系统是一套集钻进和随钻测量为一体的随钻测井系统，含有多种自动化旋转钻进模式、三参数全系列随钻测井仪器、实时成像、近钻头测量、上下传输闭环通讯系统、大功率井下发电机、高速脉冲器等多项先进技术，可实现旋转钻进中改变井眼轨迹和全系列测井。
AutoTrak 系统主要由旋转导向头短节、ONTRAK 测量短节、BCPM通讯供电短节和SDN放射性测量短节4部分组成。它测量参数齐全，不仅有工程数据、地面数据、钻井安全指标数据，还有地质导向和测井评价所需的各种数据，如当量循环密度、伽马成像、电磁波电阻率、超声波井径、补偿中子及密度成像等。
AutoTrak 系统有以下技术指标：
①含沙量：小于0.5%
②最大泵压：25000psi
③最小转盘转速：50rpm
④最高钻压：67kN
⑤工作温度：-20～150℃
⑥钻头处最大扭矩：12kNm
⑦狗腿度：旋转：10°/30m；非旋转：30°/30m
旋转地质导向钻井技术
旋转地质导向钻井技术
技术简介：
旋转地质导向钻井技术在旋转钻进的同时，实现了精确的井眼轨迹控制，提高了大位移井、超长水平段水平井、深水平井或复杂多侧向井位移延伸能力。解决了常规地质导向钻井技术缺陷，大幅度提高了油层钻遇率，提高油藏开发的整体效益、有效避免钻井风险。本公司自2012年8月与贝克休斯合作，至今已完成50多口水平井旋转地质导向施工。
技术特点：
1）超前预测和识别油气层，并根据需要随时调整井眼轨迹，引导钻头准确钻达油气富集区域。
2）模块化结构，在基本组合基础上可自由组合，增加密度、孔隙度测井、随钻声波、随钻高分辨率电阻率成像、随钻核磁共振、随钻地层压力测试、随钻地震测试等随钻测井工具，以及钻井动态诊断检测工具，形成完整的地质导向系统。
适用条件：
大位移井、超长水平段水平井、分支井
附件：AutoTrak+OnTrak旋转地质导向性能参数表
旋转导向技术在水平井中的应用
旋转导向技术在水平井中的应用
引言
水平井是一种特殊的油井，其在储层中以水平方向延伸。水平井的应用可以在提高油气开采效率的同时减少地面环境破坏，因此在近年来得到了广泛的应用。而旋转导向技术则是一种主要用于定位井眼的技术，可以精准控制井眼的方向和位置。本文将介绍旋转导向技术在水平井中的应用，包括其原理、优势以及一些在实际开采中的应用案例。
1. 旋转导向技术的原理
旋转导向技术是一种通过旋转钻头来改变井眼方向的技术。其基本原理是通过钻具的旋转使得井眼在地下钻进过程中呈现一定的方向变化。具体来说，当钻头在钻进过程中旋转时，由于地下的阻力和摩擦力的作用，井眼会随着钻头的旋转而呈现出一定的曲线方向。通过精确控制钻头的旋转速度和方向，可以实现对井眼的定向控制，从而在地下形成水平井。
2. 旋转导向技术在水平井中的优势
相较于传统的直井钻探技术，旋转导向技术有许多显著的优势。通过旋转导向技术可以实现对井眼的精准控制，可以在地下形成水平井或者其它特定形状的井眼，这有利于提高油气开采的效率。由于水平井可以在地下更充分地开采储层资源，相较于传统的直井可以获得更高的产量。采用旋转导向技术可以减小对地表的环境破坏，有利于保护地表的生态环境。由于水平井可以更加精准地控制油气开采的方向，可以减少油气开采对地下水和环境的影响，有利于保护地下水资源。旋转导向技术在水平井中的应用具有显著的优势，有利于提高油气开采的效率和保护地下水资源和环境。
3. 旋转导向技术在水平井中的应用案例
在实际的油气开采中，旋转导向技术已经得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。以下将介绍一些旋转导向技术在水平井中的应用案例。
案例一：某油田采用旋转导向技术在水平井中进行油气采收，通过旋转导向技术在储层中开发出一条水平井，实现了对储层资源的充分开采并取得了显著的经济效益。
案例二：某地区的油气开采公司在水平井的开采中采用了旋转导向技术，通过对井眼的精确控制实现了对储层资源的高效开采并减小了对地表环境的影响，同时保护了地下水资源。
贝克休斯旋转导向原理
贝克休斯旋转导向原理
贝克休斯旋转导向原理是指在石油钻井中，通过旋转钻具来实现钻井方向控制的一种方法。该原理是由美国工程师贝克和休斯在20世纪30年代提出的，是钻井技术中的重要突破之一。
在传统的钻井方法中，钻井工具靠施加扭矩和推力来实现钻井，但是在某些情况下，需要改变钻井的方向，以便达到特定的目标。贝克休斯旋转导向原理就是为了解决这一问题而提出的。
该原理的关键是利用钻杆的扭转来改变钻井方向。在钻井过程中，通过在钻杆上加装一种叫做导向装置的工具，可以使钻杆在钻井过程中产生不同的方向偏差。这种导向装置通常由可调节的导向翼片组成，可以根据需要进行调整。
当钻杆旋转时，导向装置会产生一个由切向力和摩擦力组成的向下施加的力，这个力会使钻杆发生弯曲，从而改变钻井方向。通过调整导向装置的角度和位置，可以实现钻井方向的精确控制。
贝克休斯旋转导向原理的优点在于可以实现高精度的钻井方向控制。相比传统的钻井方法，旋转导向技术可以实现更小的偏差角度和更精确的方向控制。这对于一些需要在地下目标点附近进行操作的任务非常重要，比如在石油开采中需要在油层下方进行侧向钻井。
贝克休斯旋转导向原理也可以提高钻井的效率和安全性。传统的钻井方法需要频繁地停工和更换钻具，而旋转导向技术可以减少停工时间，提高钻井的连续性。同时，由于钻井方向的精确控制，可以避免一些潜在的危险情况，提高钻井作业的安全性。
贝克休斯旋转导向原理的应用范围非常广泛。除了石油开采领域，旋转导向技术还可以应用于其他领域，比如地质勘探、水井钻探、盐井钻探等。在这些领域中，旋转导向技术可以帮助钻井工程师更好地了解地下地层的情况，提高勘探和钻探的效率。
总的来说，贝克休斯旋转导向原理是钻井技术中一项重要的突破，通过旋转钻具来实现钻井方向控制。该原理具有高精度、高效率和高安全性的优点，广泛应用于石油开采和其他领域。随着技术的不断发展，相信旋转导向技术将会在未来的钻井领域中发挥更大的作用。
旋转导向系统介绍
共2页第1页 旋转导向系统介绍 一、概述 随着科学技术的发展，石油钻井的勘探仪器的信息化、自动化有了长远的进步，从20世纪80年代后期，在国际上开始研究旋转导向钻井技术，到90年代初期多家公司形成了商业化技术并最终实现了信息化和自动化钻井，旋转导向钻井技术作为目前发展的前沿钻井技术之一，代表着世界钻井技术发展的最高水平。 旋转导向钻井技术可以自动、灵活地调整井斜和方位，大大提高钻井速度和钻井安全性，精确控制井眼轨迹，完全适合目前开发特殊油藏的超深井、高难定向井、水平井、大位移井、智能井等特殊工艺井导向钻井的需要，极大的降低了石油勘探、钻井的成本。 目前该项技术主要被斯伦贝谢、贝克休斯和哈里伯顿公司所垄断，而国内旋转钻井技术仅处于初级阶段，未实现商业化。 二、系统组成 1-固定钻铤 2-悬挂脉冲器 3-电池短节 4-测斜探管 5-无磁钻铤 6-无线接收短节 7-无线发射短节 8-转换接头 9-旋转导向工具 10-钻头 旋转导向钻井系统实质上是一个井下闭环变径稳定器与测量传输仪器（MWD/LWD）联合组成的工具系统。同时配有地面—井下双向通讯系统，可根据井下传来的数据，在不起钻的情况下从地面发出指令改变井眼轨迹。 旋转自动导向闭环钻井系统包括由井下导向工具、MWD系统、地面监控系统组成，实现了全井闭环控制的双向通讯。 1. 井下导向工具 导向工具采用推靠式，外壳不旋转，三个支腿(支撑力不低于2.5t)可独立控制；导向工具采用涡轮发电机供电(功率400-500W)，发电机的交流电进行整流后，一部分为导向工具主控电路供电，另一部分再逆变为交流电通过无线方式传输到外壳中的执行电路； 导向工具需要计算自身井斜及高边，以便控制支腿，停泵再开泵后，各支腿恢复到停泵前的状态； 导向工具通过无线发射短节及无线接收短节向MWD系统索取仪器的方位信息后，根据地面指令调整三个支腿的收缩状态以实现导向功能。 共2页第2页 2. MWD系统 MWD系统通过脉冲器将测斜数据上传的同时，需要根据井下导向工具要求将导向信息同时上传到地面，并为井下导向工具提供仪器的方位参数以便于导向工具调整支腿状态。 由于脉冲器动作过程中，会影响旋转导向的指令下传功能，MWD系统能够在地面通过开停泵来开启或关闭井下脉冲器，关闭脉冲器后可保证旋转导向地面指令顺利下传。 3. 地面监控系统 包括MWD泥浆脉冲解码、MWD开停泵下传及旋转导向指令下传三部分。 MWD泥浆脉冲解码：由于脉冲器的动作，会在立管处产生不同的压力，通过压力传感器采集压力变化后传送到电脑进行解码。 MWD开停泵下传：按照编码要求进行开泵操作，井下脉冲器通过振动传感器感应到并解码后执行开启或关闭指令。 旋转导向指令下传：在立管上装有旁通阀，其能够把部分泥浆送回泥浆池，按照编码要求有规律地控制旁通阀的流量，可导致井下发电机输出电压产生对应变化，井下导向工具能够检测到此信息并解码以实现地面指令的接收。 三、技术参数 a) 排量： 10L/s～55L/s b) 外径尺寸： 178mm c) 造斜率： ≥9°/30m d) 工具面精度： ±2° e) 支腿支撑力： ≥25kN f) 工作温度： 150℃ g) 最大承压： 140MPa 四、现场试验数据 2014年12月17日在现场进行了系统测试，井队泵排量32L/s，泥浆密度1.1g/cm³，井口测试，基准泵压7MPa，脉冲幅度0.5MPa； 在整个过程能够通过开停泵实现脉冲器的关闭及开启，在脉冲器开启期间，脉冲器能够根据预期设置，交替上传MWD测斜参数及旋转导向控制参数；在脉冲器关闭期间能够通过控制旁通阀实现旋转导向的信息下传，同时旋转导向能够根据地面下传的要求控制三个支腿的收缩，达到了预期试验目的； 详细试验记录见文件《旋转导向系统试验记录.xls》。