受控定向钻井是利用专用钻具和相应的钻井技术，按照设计的轨迹人工控制钻井方向，使钻孔按照最终设计的空坐标钻至预定目的层的一种钻井方法。用这种方法完成的钻孔称为受控定向钻孔(简称定向钻孔)，根据空之间钻孔的形状可分为单定向孔、分支孔、垂直面羽状孔和丛状孔。
20世纪30年代，定向钻井首次用于石油钻井。它于20世纪50年代初开始用于地质钻探。随着新型连续造斜器和小口径螺杆钻具(马达)的研制成功，以及金刚石钻头和随钻测斜仪的应用，控制定向钻井已成为现代先进钻井技术之一。
受控定向钻进技术可以提供准确的地质资料，节省钻探场地和工作量，加快地质勘探速度，因此得到广泛推广和应用。
图1定向钻井示意图
控制定向钻井的主要技术要素包括定向钻井设计、造斜和定向设备、随钻测量和施工技术。
定向钻的设计首先要明确要钻的目的层的靶点和目标区域，然后选择定向钻孔的剖面类型。有三种类型:曲线型、直线-曲线-直线型和直线-曲线-曲线型。只有顶角变化而方位角基本不变的平面弯曲钻进是金刚石控制定向钻进中应用最广泛的。定向钻的设计方法有两种:作图法和计算法，两者没有实质性区别。
倾斜工具的作用是控制钻孔的顶角和方位角。主要有以下几种搅打工具:
1.偏心楔。用钢楔强行改变钻孔顶角和方位角的工具。主要参数是楔顶角和斜槽直径，楔顶角通常为3°。楔块固定在孔中后，固定的偏心楔块无法恢复。国内有JGX-56，PK-56等型号。楔子固定在孔内后，造斜后可从孔内取出，称为回收偏心楔子。国内有MD-76等型号。
2.连续造斜器。它由内部旋转部分和外部非旋转部分组成。在非旋转部件(包括外管3、上楔块4、滑块5、下楔块6等)之后。)被滑块定位并与孔壁夹紧，它们在轴向压力下沿钻孔轴向移动，旋转部件带动钻头7旋转。由于楔形滑块和对孔壁的作用，钻头产生侧向倾斜力N，实现了连续改变钻进方向的目的。中国有LZ-54、LZ-73、CK-54和CK-73连续造斜器。
图2连续造斜器示意图
3.带井底动力机的倾斜工具。孔底的动力钻有涡轮钻、电钻和螺杆钻。受控定向钻井的最佳工具是螺杆钻具。其钻杆不旋转，可边钻边监测钻进方向的变化，不受地层变化的限制。与它一起使用的定向工具包括弯曲接头、弯曲壳体等。，可根据定向孔的设计要求选择。中国用于控制定向钻井的螺杆钻具有YL-54、YL-65、YL-85和YL-100。
定向仪器是一种精确定向造斜工具的仪器，以便钻井轴线沿设计方向延伸。定向方法包括:①直接定向法，可用于顶角小于3°的钻孔；(2)间接定向法，在已知搅打点的钻孔斜面方向上，根据需要相对于钻孔斜面定向搅打工具的对称面，最终实现搅打工具相对于子午线的定向。这种方法适合钻顶角大于3°的孔。常用的仪器包括BD-14、DD-1和GZ-18。
随钻测量也称为遥测系统。当使用孔底动力机进行偏斜钻进时，安装在偏斜钻具内的传感器可以在钻进过程中随时测量钻具的实际轨迹，即其顶角和方位角，并指示钻头在空之间的位置。根据钻井设计目标区域，可以计算出钻具在空之间的新位置，并可以快速校正偏斜钻具的方向。所有的数据都可以在地面上及时显示和记录。随钻测量仪器一般包括传感器、传导系统、微型计算机、读数显示器等部件。世界上广泛使用的随钻监测系统包括DOT、EYE、BJ-休斯系统等。中国有两种类型:ZS一型和YS一型。
“牛鼻子”型和盘式金刚石钻头通常用于造斜钻头，硬质合金钻头用于软岩层。偏斜钻头不取岩心。为了避免钻头中心的速度“零”区，在中心打一个直径6 ~ 8毫米的小孔。钻头的侧刃应具有良好的保径金刚石，并能钻取岩石。
工艺施工时，合理选择搅打点，计算搅打工具安装角度，用测斜仪正确定向搅打工具，根据搅打强度控制搅打进尺长度，及时测量钻孔顶角和方位角。钻分支孔时，应造人工孔底，即在放置造斜器的地方将旧孔堵牢。常用的方法是用水泥塞或水力金属孔底塞。新孔底形成后，可按定向成孔施工工艺进行。
提高造斜工具的耐用性和定向仪的精度是今后研究的重点。随着科学技术的发展，计算机已广泛应用于控制定向钻的设计、施工和绘图。
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