纵观比年来国际钻井技艺发达意向，钻井正产生着粗浅变动。极度处境下的资本勘察开垦极具挑战性，正成为热门和核心，是以钻井设备与技艺的好坏直接影响动工速度、平安和经济效力。材料、通信和盘算机技艺的迅速发达、钻井的长途管制和主动化操纵使得功课地域接续张大。如今，我国钻井设备和技艺程度与海外先进程度比拟还有很大差异，为达成“十三五”钻井设备与技艺发达指标，跟踪宇宙钻井设备与技艺发达意向，关联钻研机构及人员应把握宇宙钻井设备与技艺发达脉搏，这关于把握来日发达范围，调换和优化目下的设备与技艺研发方位，提早做好技艺储存，缩小与海外的差异，进一步拓展国际墟市，达成国际化发达指标具备严重意义。
1、新式钻机1.1Aecher模块化钻机
挪威国度煤油公司的Aecher系列最新的VDD.2模块化钻机(见图1)专为海上平台研发，与其余模块钻机比拟，该钻机更简捷和紧凑，3礼拜便可达成组装，可实行控压钻井和接续管钻井等功课。
该钻机囊括钻台及关联设施、钻井液系统和电力系统。钻机及钻井液系统占大地积14m×12m，原料约t。钻机帆樯式井架高28m，钻台原料t，可包含直径63.5～.0mm的管材t。钻机启动采取齿轮齿条传动系统，最大提高本领kN，最大加载kN，最大提高速度45m/min;防喷器和井控设施额定压力68.95MPa;钻井液系统囊括4个9.5t、kW的钻井泵，4个98m3的钻井液罐，2台流量L/min的震荡筛。其余，还囊括1个mm的液压启动转盘和1个主动下中计管/油管系统。已用Archer钻机在毛伊岛钻了3口开垦井，最大井深m。
1.2模块化海洋钻机
WJM公司推出一款kW的模块化海洋钻机。该钻机由首要钻井设备模块和钻井帮助模块构成。钻井设备模块能达成3×5矩阵15口井的功课，井深可达m;钻井帮助模块配有1对起重机。由于模块尺寸紧凑，操纵起重系统装配极其简洁，无需驳船协做。
1.3迅速挪动钻机
美国Veristic公司的迅速挪动钻机是一种步进式液压钻机，具备便携、迅速、精明和平安等特征，其液压系统能使钻机波动、牢靠、精准地挪动和举升。钻机提高本领t，可钻丛式程度井和大位移井。挪动系统能使钻机在8个方位挪动，速度达0.2m/min，可达成钻机整个从一口井移至下一口井，缩小了钻机徙迁时光。
美国西南动力公司运用该钻机在Fayetteville页岩气区达成了5口丛式程度井组的井工场钻井功课。迅速挪动钻机与保守钻机的经济性比拟方表1所示。
1.4巴望钻机
NationalOilwellVarco公司针对现今钻井动工中的诸多挑战，革新开垦出巴望钻机系列。该巴望钻机的模块化打算融入了诸多革新观念(如钢趾挪动系统)，大幅提高了钻机的现场精明功用，缩小了钻机罢工时光。
该钻机的技艺关键:①精良的钻井动工本领;②能一次性自交运移36.6m;③装配和拆卸省略了钢丝绳，大大提高了平安性;④钻台高度7.3m;⑤两重管制系统;⑥采取TDS－11SH型顶部启动装配和ST－型铁钻工，功率和扭矩大幅提高。
2、新式钻头2.1两级双径PDC钻头
道达尔公司研发出两级双径PDC钻头(见图2)及其配套的低速高扭矩马达，为在Shetland火山岩地层(厚度达80m，首要由玄武岩、凝灰岩、黏土岩和砂岩混层构成)钻进供应了新的治理企图。
该钻头是齐心两级钻头，由先河段和扩眼段2部份构成，间隔惟有几英尺，钻头与井壁的来往面积加大可灵验减小钻柱的震荡，防止了通例双径钻头不波动的题目，且无需调换BHA。
现场测试钻头采取16mm切割齿，在.2mm井眼钻进井段～m，均匀机器钻速达11.3m/h，建造了该区块机器钻速记载，节用钻井时光5d。该井段火山岩厚度67m，钻遇玄武岩时，监测到钻头相近有较大的横向震荡，但.2mm钻铤相近震荡相对较小，在其余地层的震荡也很小。
2.2新式搀和式钻头
斯伦贝谢史小姐公司推出的新式搀和式钻头兼具剪切和研磨2种破岩机理(见图3)。钻进时，首先是PDC切削齿剪切粉碎岩石，严峻磨损后，采取金刚石搀和孕镶块高转速研磨粉碎岩石接续钻进。与保守PDC钻头和TCI牙轮钻头比拟，该钻头协做涡轮钻具可显著缩小起下钻次数，提高机器钻速，改进井眼原料。
在墨西哥南部Terra油田Terra21井.9mm井眼.92～4.87m白垩系地层含燧石井段运用1只新式搀和式钻头。由于替换涡轮钻具，以是实行了2次起下钻，均匀机器钻速高达2.24m/h，而邻井Terra3井运用回旋导向系统实行了3次起下钻，运用2只PDC钻头和1只TCI牙轮钻头，均匀机器钻速1.74m/h，比Terra21井低28.7%。
2.3双倒角PDC切削齿KymeraTM钻头
贝克休斯公司开垦出了双倒角PDC切削齿KymeraTM钻头(见图4)。该钻头采取双倒角组织打算，补充了1条脊线，并将所受压力散开到更大的面积上，巩固了切削齿在研磨性地层或遭到冲锋载荷时粉碎掉齿做废的抗力，大大拉长了钻头运用寿命。实验终归说明，采取双斜面PDC切削齿的钻头反扭矩更小，切割形成的岩屑更细，井眼明净也更简单。
在英国北海油田钻1个.5mm分支井眼，井眼下段同化有石灰岩。刚着手运用通俗PDC钻头，在含有石灰岩夹层的下段，机器钻速低至5.0m/h，瞻望钻穿整段需求24h左右。贝克休斯公司的工程师决计采取新式KymeraTM钻头，该钻头共钻进m，均匀机器钻速23.3m/h。钻头从井下掏出后磨损评级为1-1，通盘的双倒角PDC切削齿都没有产生倒塌与掉齿形势。
2.4PexusTM搀和式钻头
在顶部为碎屑岩、底部为软砂岩和页岩的地层中，钻头抉择分外痛苦，由于碎屑岩会对PDC钻头形成严峻摧残，而在底部运用牙轮钻头会致使钻井效率下落。为此，Shear公司推出了两级切削组织的PexusTM搀和式钻头(见图5)。第1级为可回旋的硬质合金切削齿，其材质近似于牙轮钻头的硬质合金齿，凸起于钻头表面，可用于钻穿上部地层碎屑岩井段;第2级首要为PDC切削齿，钻穿上部井段后，这些内部的PDC切削齿将会表现效用，钻穿软夹层。
年3月，在加拿大FortMcMurray油田用PexusTM搀和式钻头钻穿一个分外浅的m增斜段，定向段有一部份碎屑岩，均匀机器钻速到达49.9m/h。与邻井比拟，均匀机器钻速比牙轮钻头提高30%，比PDC钻头提高66%，起出钻头优良。
2.5IＲevTM孕镶钻头
贝克休斯公司推出的IＲevTM孕镶钻头如图6所示，其切削齿由金属基金刚石复合材料制成，采取崭新组织打算，更好地均衡了办事载荷，可蒙受更大的钻压，灵验地操纵井下高速马达系统的强劲动力和扭矩，切削岩石更快而自己磨损更慢，合用于极硬和研磨性极高地层。
哥伦比亚的山前构造地层属于极硬和研磨性极高地层，同化着黏土岩和粉砂岩，采取了多晶金刚石钻头(PDC)和牙轮钻甲等多种钻头实行钻进，终归都不甚巴望。大部份钻头在井下办事时光很短，主假如由于钻头肩部严峻磨损，致使井眼缩径。贝克休斯公司的工程师采取IＲevTM孕镶钻头离别与低速和高速马达实行般配，下入到统一口井实行实验。孕镶钻头里与高速(0.r/L)马达般配，钻进33m，均匀机器钻速1.5m/h，提钻后发觉钻头险些没有磨损;与低速(0.r/L)马达般配后再次下井，钻进.7m，均匀机器钻速1.2m/h。与邻井PDC钻头80%的磨损率比拟，IＲevTM孕镶钻头的磨损率仅为15%。
2.6StayCool多维切削齿
在砂岩与碳酸盐岩等耐磨性极强的钻井处境中，钻头打击功用与切削齿的耐热功用紧密关联。过热会引发切削齿磨损速度加大，致使机器钻速低沉。为此，贝克休斯公司推出了聚晶金刚石切削齿—StayCool多维切削齿(见图7)。
StayCool切削齿采取特殊的空间嵌合技艺和StaySharpTM抛光技艺，能最大程度减小钻进进程中钻头与井底岩石表面之间的争持力，防止形成过量的热量，使切削齿尽或者维持较低温度，进而拉长钻头寿命，提高钻井效率。
贝克休斯公司采取金刚石分层工艺，精断定制每一个切削齿的组织，囊括反常耐磨的办事面、厉害的切削边际和长远耐冲锋的支承组织。切削齿特殊的多维几许形态，使之以较大的角度与岩石来往，提高了耐用性。
俄克拉荷马州伍德福德页岩地层硬砂岩与硬灰岩互层井段测试终归说明，与通例PDC钻头比拟，StayCool切削齿钻头均匀机器钻速提高了10%，单只钻头进尺提高了37%。怀俄明州派恩代尔背斜地层砂岩与页岩互层井段钻进也显示了StayCool切削齿优良的钻进功用:均匀机器钻速提高了12%，50只钻头共达成进尺m。
3、新式MWD/LWD与无线遥测系统3.1XBATSM声波和超声波LWD
哈里伯顿公司推出.7mm的XBATSM声波和超声波LWD也许效劳的井眼尺寸界限为.1～.4mm。
XBATSM声波和超声波LWD是第3代Sperry声波仪器，采取对钻井噪声不敏锐的传感器和电子元器件，衡量界限广，频次呼应宽，信噪比大，纵然在热闹的钻井处境和较差的井眼原料下，也能很好地实行衡量。
该仪器联结多阵列方位角声速衡量和多轴超声波衡量技艺，提高了岩性勘察本领，具备如下特征:①可颠末抉择最优化钻井液密度窗口优化钻井进程，并实行井眼波动性剖析。②能供应有价钱和低成本的井筒数据，囊括钻井时“时光-深度”地动关联性和时刻合成地动记载。③可联结其余LWD东西，供应气体探测、岩石力学、繁杂岩性和孔隙度衡量(孔隙度衡量不需求核动力)。XBATSM声波和超声波LWD已凯旋运转次以上，进尺高出km。
3.2高温高压双加表MWD
斯伦贝谢公司近来研发了一种高温高压双加表测井东西SUＲVIVOＲHDS－1G，耐温℃，耐压.4MPa。东西采取2组加表的大局盘算方位和井斜，合用于有磁做对的衡量处境，且衡量进程中对东西的行动不敏锐，可代替陀螺运用于钻具不波动时势。其特征有:①自带伽马衡量装配;②可编程管制打算，具备高速正脉冲钻井液遥测和双向数据传输成效;③自己带有1组磁表衡量装配，如现场需求，可通进程序管制主动挂接，做为准则的MWD衡量东西运用;④带有震荡传感器，达成随钻衡量;⑤带有2套自力的电池组，可离别供电;⑥模块化组合大局，便利替换不同尺寸的钻铤;⑦分外合用于各类拯救井、多分支侧向井和加密井动工;⑧可用于开窗侧钻和套管钻井功课;⑨可实行精准的井眼轨迹衡量，防止多井交碰危急。
3.3集成方位伽马的新式LWD
APS公司研发了新式方位伽马传感器部件SureLog－AZG，将其集成于现有WPＲLWD上，可做为LWD成效的一种补充。SureLog－AZG传感工具备成像成效，将其加装到WPＲLWD上后，LWD便具备了正确的地质导向本领。该传感器包罗3个伽马射线探测器和光电倍增管，将其与定向模块一齐集成到特制的钻铤上，也许使钻铤在高频震荡下为LWD供应灵验掩护，还能维持LWD对地层的敏锐性;可供应API准则的伽马射线衡量。它将井眼一周至多分红24个扇形地域，每个扇形地域的数据可独自搜聚也可同时搜聚，而后颠末通信设施将消息传到达大地。该传感器功耗很低，由涡轮发机电连结电池供电，通盘的LWD传感器部件均可用于通例钻井液流速(最大76L/s)和℃的处境。
3.4DigiScope接续波钻井液脉冲遥测系统
斯伦贝谢公司研发的DigiScope接续波钻井液脉冲遥测系统(见图8)专为小井眼打算，数据传输频次0.25～24.00Hz，传输率可达36bit/s，兼容OrionⅡ数据紧缩系统，实践位数高达bit以上，记号强度及原料较高。该系统的涡轮发机电设备2个螺旋叶轮、1个高密度调换发机电，离别供应W上行功率和W下行功率。此外，它对钻井液流速的请求不高，合用界限广，其电子器件效率高，输出功率波动。
由于初次采取SPSK光滑相位解调算法，以是该仪器在高机器钻速下仍可维持较高传输率及分辩率。其调制工具备精良的电气功用，可消除钻井液马达启动和中止时的颤动，提高了电子器件的整个牢靠性。
3.5Twin双大局电磁遥测系统
Enteq公司与英国LeadingMagneticDesign公司以及加拿大Drill-Tek公司连结开垦出Twin双大局电磁遥测系统。该系统采取钻井液脉冲和电磁遥测2种数据传输大局，可做为钻井液脉冲遥测系统的替换或补充，既占有电磁遥测高传输速度的好处，也占有牢靠的钻井液脉冲备份方式;运用电磁波来传输上行的钻井数据，电磁遥测东西将井下随钻衡量数据编码成低频电磁波并发射出去，颠末大地上的探测装配接受。
比拟往常的电磁遥测系统，Twin系统办事深度更深、传输速度更快，是市情上可用的第1种双大局遥测系统，其功率远远优于往常的产物，在北美和国际墟市上展现不俗。
4、新式井下震荡衡量东西4.1井下震荡随钻衡量系统
GE公司研发的井下震荡随钻衡量系统在钻井进程中可时刻衡量底部钻具的冲锋和震荡，时刻调换和修改钻进参数，以提高着业效率，低沉功课成本。
该系统以数值和色标谱2种大局对底部钻具的冲锋和震荡实行形色，色标谱设定了8级分割冲锋程度和震荡程度。若冲锋加快度小于20g，则为轻微冲锋，标示绿色，司钻无需选用任何修改办法;若冲锋加快度在(20～40)g之间，则为中等冲锋，标示橙色，司钻应选用修改办法，详细调换办法取决于引发震荡的主宰成分表率。传感器套件能接续办事于℃和.9MPa(psi)处境中，其波动性是行业准则的4倍;用四通道探测器将衡量模块简化为单主板打算。
如今，许多东西都处于欠保护状况，惟有产生严峻做废时，才会送回培修;另一方面，不合适的超前保护企图使得一些东西处于过保护状况。颠末剖析系统的主处置单位(MPU)在全寿命内记载的事宜数据集，取得基于井下状况的保护企图，可很好地改进这一近况。为监测随钻衡量系统功课的全进程，完玉成寿命影象储备职责，MPU容量由8Mb增至32Mb。颠末一段时光后，搜聚到足足数据，就可以真实创造一套展望系统。
GE公司还占有一套改动大地参数(钻压和转速等)或从头创造钻头切削方法的法子。颠末改动这些参数，能灵验防止设施毁坏，将未传到达钻头的能量损失降到最低。
4.2高频钻井动力学衡量东西
钻井进程中，井下震荡会毁坏MWD/LWD仪器等BHA组件和钻头。为了取得高德行的井下震荡数据，斯伦贝谢公司研发了高频钻井动力学衡量东西。该东西可衡量和记载井下温度、转速、横向和轴向加快度等数据，数据搜聚和记载频次高达2kHz。剖析终归阐明，比拟低频数据，高频数据可取得更详细的井下动态性格材料。
该东西采取电池供电，可接续办事h，表面与接洽极其彷佛。如今首要有2种规格(见图9)，一种是贯通钻头的IDart接洽，另一种是安排在BHA中搪塞场所的钻柱IDart接洽。现场测试终归说明，新式高频钻井动力学衡量东西与基于时光的动态模仿系统协做运用，有助于研发工程师更好地领会并治理井下动力知识题。
5、论断与领会比年来，海外钻井设备与技艺发达很快，极大地推进了钻井的时刻化、消息化、数字化、可视化、集成化、主动化和智能化，使钻井变得“更灵巧”，但国内钻井设备与技艺发达相对迟缓，详细展如今如下几个方面。
(1)海外新式钻机的主动化、智能化已从理论变成事实，而国内钻机的主动化程度差，智能化根基属于空白。
(2)在接续研发脾气化钻头的同时，海外公司又前后研发了锥形、回旋和多维等多种革新式打算的切削齿及Kymera搀和式钻头，但国内钻头的打算、材料和建造技艺本领差，品种少，革新换代慢。
(3)海外已达成了接续波钻井液脉冲、钻井液脉冲和电磁波双大局遥测，电磁波套管天线遥测系统治理了记号衰减题目，声波遥测技艺已在钻杆(半途)测试中取得了凯旋运用，正在攻关随钻声波遥测技艺，双大局和声波遥测是来日井下数据传输的首要发达趋向;国内的无线遥测技艺首要以正负钻井液脉冲为主，虽已研发了EM－MWD，但衡量深度受限，声波遥测技艺还处于钻研阶段。海外MWD/LWD品种多，抗温本领强，如哈里伯顿公司的ULtraHT－TMMWD/LWD传感器耐温℃，LWD已达成30多种参数衡量，声波LWD已达成贸易化运用;国内的MWD/LWD与无线遥测技艺发达迟缓。
(4)海外曾经也许万古间衡量和记载高频数据，达成了可视化，而国内井下震荡衡量正处于根基钻研阶段。（做家：中石化凯旋煤油工程有限公司钻井工艺钻研院郭先敏/侯芳海洋油气网整治颁布）
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