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1、斯伦贝谢旋转导向系统 Power-V 使用介绍1 Power-VPower-V 简介和应用范围 Power-V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。 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。2 旋转导向系统PowerDrive的优点 反映和降低了所钻井段的真正狗腿度，使井眼更加平滑。用 泥浆马达打30m井段
2、，滑动钻进15m，转动钻进15m，井斜角增加4， 得到平均狗腿度4/30m。实际上，转钻15m井斜角几乎没有变化， 这15m的实际狗腿度是零；而4的井斜角变化是由滑钻15m产生的， 这15m的实际狗腿度是 8/30m。而用Power-V在同一设置下打出的 每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。 使用Power-V钻出的井径很规则。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 忽大忽小是井下事故的隐患，也不利于固井时水泥量的计算。 由于Power-
3、V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。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。 在钻进过程中，由于Power-V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。 由于Power-V钻具组合一直在旋转，特别有利于水平井、大 斜度井和3000m以下深井中钻压的传递，可以使用更高的钻压和转盘 转速，有利于提高机械钻速。使用泥浆马达在大井斜的长裸眼段滑 动钻进时送钻特别困难，经常是上部的钻杆已经被压弯了，而钻压 还没有传递到钻头上，还常常引发随钻震
4、击器下击，损害钻头寿命。3 Power-V 组成部分和工作原理简介Power-V主要有两个组成部分，它们分别是上端的Control Unit (电子控制部分，简称CU) 和下端的Bias Unit (机械部分，简称BU)。 在两者中间还有一个辅助部分Extension Sub(加长短接，简称ES) 3.1 电子控制部分CU CU是Power-V的指挥中枢，它内部有泥浆驱动的发电机，还有陀 螺、钻柱转速传感器、流量变化传感器、震动传感器、温度传感器 以及电池控制的时钟等等。它可以独立于外面的钻铤而旋转或者静 止不转。 工作原理：开泵后，发电机发电，陀螺测量到井底的井斜角和 方位角(即高边)，然后
5、按照地面工程师的要求把其内部的电子控制 部分固定在某一个方位上(即高边工具面角)，从而实现无论钻柱如 何旋转，CU内部的控制轴始终对准在需要的方位上，这个方位加上 一个校对值后就是地面工程师所需要的高边工具面角的反方向。如 果需要调整这个控制轴的方位角，可以由地面工程师给Power-V发送 命令，方法是：按照一定的时间编排方式，在不同的时间开不同的 工作排量，CU内部的传感器探测到这个排量的变化后，由其内部的 程序对其进行核对，如果与预先设定的某个指令吻合，就开始执行 这个新的工作指令。 3.2 机械部分BU BU是一个纯机械执行装置，主要一个泥浆导流阀和三个由泥浆 推动的pad (推力块或者
6、叫伸缩片)。这个导流阀与电子控制部分CU 的控制轴相连，其方向由控制轴的方位而定。有2%5%的泥浆首先经 过这个导流阀分流，然后流向转到该方向上的某个推力块A，推力块 A就伸出，推挤井壁，井壁对钻头产生一个反作用力，这就是所谓的 钻头侧向力，从而把钻头推向地面工程师所需要的方位。该推力块A 转过这个位置后，泥浆的液压作用就转向下一个转到这里来的推力 块B，从而推力块B伸出。而推力块A则会在井壁对其的挤压下缩回去， 周而复始，由此实现旋转导向功能。推力块在那个方位伸出、伸出 次数的几率(百分比)都是由地面工程师通过电子控制部分决定的。 对井壁推力的大小是由钻头压降决定的，可以由地面人员通过调节 排量而进行控制。 3.3 加长短接ES 其内部装有一个泥浆滤网，负责过滤分流后驱动机械部分BU当 中推力块(pad)的泥浆。
