自動垂直鉆井(vertical drilling system,VDS)技術(shù)源于1988年原聯(lián)邦德國的大陸超深井科學鉆探計劃。近幾年,隨著旋轉(zhuǎn)導向技術(shù)進步,為解決高陡構(gòu)造、斷層和鹽層等復雜易斜地質(zhì)條件下深井防斜打快的難題,自動垂直鉆井技術(shù)得到快速發(fā)展。

 

  國外同類技術(shù)及產(chǎn)品已經(jīng)相當成熟,并進入大規(guī)模商業(yè)化應用階段[8]。

 

  (1)貝克休斯公司的Verti-Trak系統(tǒng)。該系統(tǒng)是采用井下傾角傳感器和對付地層自然造斜趨勢的膨脹式穩(wěn)定器的閉環(huán)導向系統(tǒng),其特點是鉆井過程中工具可根據(jù)實鉆井眼軌跡自動向鉆頭施加側(cè)向力,用以克服地層的自然造斜力,在保持井眼垂直的同時,解放鉆壓以提高機械鉆速。

 

  (2)斯倫貝謝公司的Power-V系統(tǒng)。該系統(tǒng)是Power Drive導向系統(tǒng)的低端產(chǎn)品,主要由電子測控件、機械和輔助裝置等3部分組成。根據(jù)井斜的變化Power-V系統(tǒng)自動調(diào)整促動儀器所發(fā)動的側(cè)力以及側(cè)力的方向使井斜快速返回垂直,在整個過程中系統(tǒng)100%旋轉(zhuǎn),能夠大幅度提高井身質(zhì)量和鉆井效率[3]。

 

  (3)德國SmartDrilling公司的ZBE5000系統(tǒng)。

 

  該系統(tǒng)可以選配井下馬達,裝配有特殊設計的支撐翼肋保證在硬或軟地層中具有良好的導向性能,確保井眼垂直。