造斜工具及定向钻井技术的发展

1、造斜工具与定向钻井造斜工具与定向钻井技术的发展技术的发展石油大学（华东）石油大学（华东）韩志勇韩志勇 井眼方向变化的基本原理；井眼方向变化的基本原理； 造斜工具与定向井技术的发展；造斜工具与定向井技术的发展；轨迹控制与井眼方向变化轨迹控制与井眼方向变化 1. 要求：在实钻过程中，设法使实钻的要求：在实钻过程中，设法使实钻的井眼轨迹井眼轨迹尽尽可能符合设计的可能符合设计的井眼轨道井眼轨道。 2. 实质：井眼轨迹控制，的实质，就是不断地控制实质：井眼轨迹控制，的实质，就是不断地控制井眼的前进方向。井眼方向由井眼的井斜角和井斜井眼的前进方向。井眼方向由井眼的井斜角和井斜方位角来表示的。方位角来表示的

2、。 3. 井眼方向控制内容：井眼方向控制内容： 井斜角的控制：增斜、降斜、稳斜；井斜角的控制：增斜、降斜、稳斜； 井斜方位角控制：增方位、降方位、稳方位；井斜方位角控制：增方位、降方位、稳方位；增斜增斜增方位增方位稳方位稳方位降方位降方位稳斜稳斜降斜降斜(九种组合九种组合)井眼方向变化的基本原理井眼方向变化的基本原理 钻头对井底的不对称切削钻头对井底的不对称切削 近钻头钻柱的弯曲和倾斜。近钻头钻柱的弯曲和倾斜。 在某个时刻，钻头轴线与在某个时刻，钻头轴线与井眼轴线是重合的。但当井眼轴线是重合的。但当钻头前进时，钻头轴线总钻头前进时，钻头轴线总是与原井眼轴线不重合。是与原井眼轴线不重合。钻头前进

3、方向总在变化。钻头前进方向总在变化。 这就使钻头对井底的切削，这就使钻头对井底的切削，一边钻速快，一边钻速慢。一边钻速快，一边钻速慢。钻出的井眼发生弯曲了。钻出的井眼发生弯曲了。井眼方向变化的基本原理井眼方向变化的基本原理 钻头对井底的不对称切削钻头对井底的不对称切削 偏喷嘴的作用偏喷嘴的作用 最典型的是射流钻头，三最典型的是射流钻头，三个喷嘴中，有一个特别大，个喷嘴中，有一个特别大，另两个是比较小的。在定另两个是比较小的。在定向喷射钻进时，大喷嘴一向喷射钻进时，大喷嘴一边井底冲蚀快，形成偏窝。边井底冲蚀快，形成偏窝。在旋转钻进，即可钻出弯在旋转钻进，即可钻出弯曲井眼。曲井眼。井眼方向变化的基

4、井眼方向变化的基本原理本原理 钻头对井底的不对称切削钻头对井底的不对称切削 地层因素地层因素 最地层倾斜及可钻性的最地层倾斜及可钻性的各向异性；各向异性； 地层可钻性的纵向变化；地层可钻性的纵向变化； 地层可钻性的横向变化：地层可钻性的横向变化： 岩性变化；岩性变化； 溶洞的存在；溶洞的存在； 破碎带；破碎带；井眼方向变化的基本原理井眼方向变化的基本原理 钻头对井壁的侧向切削钻头对井壁的侧向切削 侧向切削的根本原因，是在钻侧向切削的根本原因，是在钻头上存在一个侧向力。钻头上头上存在一个侧向力。钻头上的侧向力与很多因素有关：的侧向力与很多因素有关： 钻压；钻压； 钻柱重力：钻柱重力： 钟摆力；钟

5、摆力； 杠杆力；杠杆力； 钻柱弹性力；钻柱弹性力； 井眼约束条件；井眼约束条件； 特殊结构力：特殊结构力： 水力喷射横向力；水力喷射横向力； 定向支撑横向力；定向支撑横向力；造斜方式与造斜工具的发展造斜方式与造斜工具的发展造斜：使井眼方向发生变化的工艺过程。造斜：使井眼方向发生变化的工艺过程。造斜工具造斜工具的发展的发展造斜工具：使井眼方向发生变化的工具。造斜工具：使井眼方向发生变化的工具。（包括前述的九种组合中除（包括前述的九种组合中除了稳斜稳方位以外的八种。）了稳斜稳方位以外的八种。）造斜工具与造斜方式有关。造斜工具与造斜方式有关。造斜方式与造斜工具的发展造斜方式与造斜工具的发展旋转钻井方

6、式旋转钻井方式滑动钻井方式滑动钻井方式斜向器斜向器(Whipstock)弯接头弯接头+井底动力钻具井底动力钻具射流钻头射流钻头肘节工具肘节工具弯外壳螺杆钻具弯外壳螺杆钻具旋转导向造斜工具旋转导向造斜工具(第一代第一代)30年代年代(第二代第二代)40-60年代年代(第三代第三代)70-90年代年代(第四代第四代)90年代末出现年代末出现（主流造斜工具的发展）（主流造斜工具的发展）造斜工具造斜工具的发展的发展第一代造斜工具第一代造斜工具(转盘钻造斜工具转盘钻造斜工具) 槽式变向器：槽式变向器： 造斜过程：造斜过程： 定向安置槽式变定向安置槽式变向器；向器； 加压剪断销钉，加压剪断销钉，旋转钻进钻

7、出导旋转钻进钻出导眼；眼； 起钻并起出槽式起钻并起出槽式变向器；变向器； 更换扩眼钻头，更换扩眼钻头，扩大导眼；扩大导眼； 每安置一次，只能每安置一次，只能使井斜增加一个导使井斜增加一个导斜角大小的角度。斜角大小的角度。第一代造斜工具第一代造斜工具(转盘钻造斜工具转盘钻造斜工具) 射流钻头：射流钻头： 工作三部曲：工作三部曲： 1.定向喷射，大水眼冲出定向喷射，大水眼冲出“斜窝斜窝”；适当加压使钻；适当加压使钻头进入头进入“窝窝”内，继续喷内，继续喷射；射； 2.边喷射，上下活动钻柱，边喷射，上下活动钻柱，扩大扩大“斜窝斜窝”，并对井底，并对井底造成冲击；造成冲击； 3.旋转钻进，钻出弯曲井眼

8、；旋转钻进，钻出弯曲井眼； 适用地层：软地层；适用地层：软地层； 需要给大水眼喷嘴定向。需要给大水眼喷嘴定向。第二代造斜工具第二代造斜工具(动力钻具造斜工具动力钻具造斜工具) 动力钻具又称井下马达，包括动力钻具又称井下马达，包括涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具三种。常用前两种。具三种。常用前两种。 位置：在钻铤和钻头之间。钻位置：在钻铤和钻头之间。钻井液循环驱动。井液循环驱动。 动力钻具以上整个钻柱都不旋动力钻具以上整个钻柱都不旋转，对定向造斜非常有利。转，对定向造斜非常有利。 结构由三种结构由三种: 动力钻具带弯接头；动力钻具带弯接头； 动力钻具上接弯钻杆；动力钻具上接

9、弯钻杆； 动力钻具带偏心垫块；动力钻具带偏心垫块； 造斜工具简介造斜工具简介动力钻具造斜工具动力钻具造斜工具 影响造斜工具造斜率的因素影响造斜工具造斜率的因素分析：分析： 1. 造斜钻具结构性能的造斜钻具结构性能的影响：影响： PX 与工具的弯曲角与工具的弯曲角1 成正变关系；成正变关系； PX 与弯曲点以上钻柱与弯曲点以上钻柱的刚度的刚度EJ成正比关系；成正比关系； PX 与动力钻具长度与动力钻具长度LT 成反比关系；成反比关系；sin2161TTXPLLEJP造斜工具简介造斜工具简介动力钻具造斜工具动力钻具造斜工具影响造斜工具造斜率的因素分析：影响造斜工具造斜率的因素分析： 2. 钻进速度

10、的影响：钻进速度的影响： K与侧向钻速与侧向钻速VC 成正比；成正比； K与机械钻速与机械钻速Vt 成反比；成反比； K与动力钻具直径和井径之差与动力钻具直径和井径之差(DW-DT) 成正比；成正比； 动力钻具长度影响很大，采用短动力钻具可显著增大造斜率；动力钻具长度影响很大，采用短动力钻具可显著增大造斜率；tcTWVlVlDDK22RK1造斜工具简介造斜工具简介动力钻具造斜工具动力钻具造斜工具 造斜率的简易计算法造斜率的简易计算法 几何定圆法几何定圆法 国外流行三点定圆法：国外流行三点定圆法： 扶正器直径与钻头相等。扶正器直径与钻头相等。1112211sin21RL 22sin21RL 22

11、11212112121212)sin(sin2)sin(sin2)sin(sin2LLLLLLLLR造斜工具简介造斜工具简介动力钻具造斜工具动力钻具造斜工具 造斜率的简易计算法造斜率的简易计算法 几何定圆法几何定圆法 单弯组合的几何定圆法：单弯组合的几何定圆法：tgDDRDRLcbf)2(sin)2(1sinsin)2(2/2/cos22fcbfcbDLDDLDRDDRsin22LR 22sinLDDfb联立三式，求出联立三式，求出、R 。造斜工具简介造斜工具简介动力钻具造斜工具动力钻具造斜工具 造斜率的简易计算法造斜率的简易计算法 几何定圆法几何定圆法 双弯组合的几何定圆法：双弯组合的几何定

12、圆法： 扶正器直径小于钻头扶正器直径小于钻头。1121211sin21RL 22sin21RL )(2)sin(sin2)sin(sin2)sin(sin2221121211212121LLLLLLLLR22sinLDDfb造斜工具简介造斜工具简介转盘钻造斜工具转盘钻造斜工具 对抗器：对抗器： 作用：可在小范围内改变作用：可在小范围内改变井斜方位井斜方位 结构：结构： 体部为一根短钻铤；形体部为一根短钻铤；形状如图；状如图； 上下两个瓦片，用小轴上下两个瓦片，用小轴相连，并被固定在体部相连，并被固定在体部的纵向沟槽内。的纵向沟槽内。 改变瓦片宽度，可以实现改变瓦片宽度，可以实现增方位或减方位；

13、增方位或减方位；造斜工具简介造斜工具简介转盘钻造斜工具转盘钻造斜工具 套筒形变向器：套筒形变向器： 只能在小范围内改变井眼只能在小范围内改变井眼方位。方位。 结构：结构： 心轴与钻头、钻铤连接；心轴与钻头、钻铤连接； 心轴外有套筒；套筒与心轴外有套筒；套筒与心轴用小轴连接；心轴用小轴连接； 套筒外有上下两个套筒外有上下两个“瓦瓦片片”； 改变上下瓦片的位置，可改变上下瓦片的位置，可以实现增方位或减方位；以实现增方位或减方位；第三代造斜工具弯外壳螺杆钻具造斜工具造斜工具的发展的发展弯曲点距离钻头大大缩短，造斜率大大提高；弯曲点距离钻头大大缩短，造斜率大大提高；2. 同时转动钻柱，可以钻出直线形井

14、眼；钻速快；同时转动钻柱，可以钻出直线形井眼；钻速快；3. 可以进行导向钻井（滑动导向钻井系统）；可以进行导向钻井（滑动导向钻井系统）；第三代造斜工具：铰接式螺杆钻具造斜工具造斜工具的发展的发展铰接接头下钻时是直的；铰接接头下钻时是直的；受压后可以在一个方向上受压后可以在一个方向上弯曲一定的角度；弯曲一定的角度；可精确控制弯曲曲率；可精确控制弯曲曲率；曲率可达到短半径范围；曲率可达到短半径范围；滑动导向钻井：滑动导向钻井：滑动钻进：改变井眼方向；滑动钻进：改变井眼方向；旋转钻进：保持井眼方向；旋转钻进：保持井眼方向；滑动导向钻井的存在问题滑动钻进滑动钻进旋转钻进旋转钻进滑动钻进时的存在滑动钻进

15、时的存在问题：问题：滑动困难；滑动困难；需保持定向；需保持定向；井眼不清洁；井眼不清洁；钻速很低；钻速很低；井眼扭曲；井眼扭曲；环空压力波动；环空压力波动；钻柱粘卡；钻柱粘卡；屈曲和自锁；屈曲和自锁；造斜率对地层敏造斜率对地层敏感；感；1. 反扭角的影响；反扭角的影响；旋转钻进时的存旋转钻进时的存在问题：在问题：粘滑振动造成粘滑振动造成马达和马达和MWD的破坏；的破坏；钻头磨损加快；钻头磨损加快；井眼质量差，井眼质量差，不利于测井；不利于测井；导向导向钻井钻井造斜工具造斜工具的发展的发展(第四代造斜工具出现的原因第四代造斜工具出现的原因)第四代造斜工具：旋转造斜工具 没有井底动力钻具。 旋转造

16、斜工具有两大类： 仅仅可以进行旋转定向造斜的工具： 射流钻头； 柔性套筒式； 铰接接头式； 活塞支撑块式； 可以形成旋转导向钻井系统的工具：既可钻弯曲井段，也可钻直线井段。这是第四代造斜工具的代表。 侧推钻头式(push the bit)； 指引钻头式(point the bit)；造斜工具造斜工具的发展的发展“指引钻头指引钻头”式旋转导向钻井系式旋转导向钻井系统统“侧推钻头侧推钻头”式旋转导向钻井系式旋转导向钻井系统统Bias the bit造斜工具造斜工具的发展的发展导向导向钻井钻井旋转导向系统的“三巨头” Halliburtons rotary steerable drilling sy

17、stem, dubbed Geo-Pilot 。由。由Sperry Sun 和和Japan National Oil Corporation 联合联合设计。指引钻头原理设计。指引钻头原理(Point the bit)。在北海进行裸眼侧钻，从。在北海进行裸眼侧钻，从两个主井眼中侧钻出两个主井眼中侧钻出6个分支水平井。在第二口的四分支水平井个分支水平井。在第二口的四分支水平井中，垂深误差在中，垂深误差在1英尺之内。英尺之内。 Baker Hughes AutoTrack Rotary Closed Loop 。由。由Baker Hughes和和ENI-AGIP S.p.A. 联合开发的。偏置钻头原

18、理联合开发的。偏置钻头原理(Bias the bit)。在北海的一个井眼钻进中，钻进了。在北海的一个井眼钻进中，钻进了4383英尺，垂深误英尺，垂深误差在差在 8英寸之内。英寸之内。 Schlumberger 的的rotary steerable system called the PowerDrive* 475 。偏置钻头原理。偏置钻头原理(Bias the bit)。突出特点是钻。突出特点是钻速快，大大节约钻井成本。目前几口最大水平位移的大位移井，速快，大大节约钻井成本。目前几口最大水平位移的大位移井，都是用它钻成的。在都是用它钻成的。在Power Drive之后，又推出之后，又推出Poi

19、nt the Bit Steering Rotary System。 目前市场上的旋转导向钻井系统分属三大公司集团：目前市场上的旋转导向钻井系统分属三大公司集团：造斜工具造斜工具的发展的发展侧推钻头式之一：PowerDrive 完全的旋转导向系统：完全的旋转导向系统： 整个钻柱，从上到下，全部都在旋转，没有静止的部分；整个钻柱，从上到下，全部都在旋转，没有静止的部分； 但在下部控制总成内部，有不旋转的部分；但在下部控制总成内部，有不旋转的部分； 结构：结构： 下部偏置部分：在旋转过程中始终给钻头一个侧向力；下部偏置部分：在旋转过程中始终给钻头一个侧向力； 中部控制部分：始终控制侧向力的方向；中

20、部控制部分：始终控制侧向力的方向； 上部上部MWD部分：测量信息及传输；部分：测量信息及传输； 关键是控制总成内的不转动的部分，具有一个称作关键是控制总成内的不转动的部分，具有一个称作“惯性平台惯性平台”的部分，实际上是由井下计算机控制的的部分，实际上是由井下计算机控制的“电子液压伺服系统电子液压伺服系统”，可以保证控制轴不受整个钻柱转动的影响。控制轴可以给定偏置可以保证控制轴不受整个钻柱转动的影响。控制轴可以给定偏置部分一个轨迹控制所需要的导向方位角。部分一个轨迹控制所需要的导向方位角。 不旋转的不旋转的“惯性平台惯性平台”在内部。在内部。造斜工具造斜工具的发展的发展侧推钻头式之一：Powe

21、rDrive 钻头侧向力的产生原理钻头侧向力的产生原理 控制轴和上盘，是由惯性平台控控制轴和上盘，是由惯性平台控制的独立部分。上盘的水眼方位，制的独立部分。上盘的水眼方位，就是给钻头侧向力的方位。该方就是给钻头侧向力的方位。该方位确定后，不管钻柱如何转动，位确定后，不管钻柱如何转动，上盘都不转动。上盘都不转动。 下盘与偏置机构以及钻头相连接，下盘与偏置机构以及钻头相连接，随钻柱转动而转动。随钻柱转动而转动。 只有上下盘水眼相通时，才能有只有上下盘水眼相通时，才能有泥浆流过，并推动支撑块伸出，泥浆流过，并推动支撑块伸出，给井壁一作用力，同时给钻头一给井壁一作用力，同时给钻头一反方向的作用力。反方

22、向的作用力。造斜工具造斜工具的发展的发展侧推钻头式之二：AUTO-TRACK关键部分：关键部分：非旋转套非旋转套整个钻柱在旋转，如何保证非旋转套不旋转？整个钻柱在旋转，如何保证非旋转套不旋转？非旋转套的内部，装有井下计算机、井斜传感器、液压控制、非旋转套的内部，装有井下计算机、井斜传感器、液压控制、支撑块机构等部分；支撑块机构等部分；不旋转的不旋转的“惯性平台惯性平台”在主轴外面。在主轴外面。造斜工具造斜工具的发展的发展侧推钻头式之二：AUTO-TRACK非旋转套依靠反向电机驱动，使之相对于井眼不旋转，保持侧推钻头的力的方向不非旋转套依靠反向电机驱动，使之相对于井眼不旋转，保持侧推钻头的力的方

23、向不变。非旋转套并非绝对不旋转，但工具自己可以测得非旋转套筒的旋转，并随时调变。非旋转套并非绝对不旋转，但工具自己可以测得非旋转套筒的旋转，并随时调整三个整三个“翼块翼块”给出的侧推力的方向。给出的侧推力的方向。造斜工具造斜工具的发展的发展导向导向钻井钻井指引钻头式之一：Geo-Pilot，AGS （非旋转套筒+偏心环） Halliburton公司的公司的Geo-Pilot系统系统 ，Cambridge的的AGS系统，系统，是一个变形的连续旋转的驱动轴处在一个非旋转套筒内。在套是一个变形的连续旋转的驱动轴处在一个非旋转套筒内。在套筒的中部，有一对偏心环，迫使驱动轴偏心变形，导致钻头轴筒的中部，

24、有一对偏心环，迫使驱动轴偏心变形，导致钻头轴线倾斜，形成三点定圆趋势。钻头的轨迹由三点几何确定，而线倾斜，形成三点定圆趋势。钻头的轨迹由三点几何确定，而钻头轴线趋向于和井眼轴线相一致。钻头轴线趋向于和井眼轴线相一致。扶正器扶正器非旋转套筒非旋转套筒钻头钻头旋转轴旋转轴造斜工具造斜工具的发展的发展指引钻头式之一：Geo-Pilot，AGS （非旋转套筒+偏心环）指引钻头式之二：Schlumberger,BP Amoco （反转马达+万向节） 当外壳带动钻头顺时针旋转时，反转电马达带动万向节反向当外壳带动钻头顺时针旋转时，反转电马达带动万向节反向旋转，从而保持驱动轴相对外壳的偏离角度和偏离方向不变

25、，旋转，从而保持驱动轴相对外壳的偏离角度和偏离方向不变，因而钻头的指向始终保持不变，按照因而钻头的指向始终保持不变，按照“三点定圆三点定圆”规律钻出预规律钻出预定的圆弧曲线形井眼。反转马达靠传感、反馈、控制系统控制。定的圆弧曲线形井眼。反转马达靠传感、反馈、控制系统控制。相对外筒有偏相对外筒有偏角的驱动轴角的驱动轴万向节万向节反转电反转电马达马达造斜造斜工具工具的发的发展展指引钻头式之二：Schlumberger,BP Amoco （反转马达+万向节）外壳顺时针方外壳顺时针方向转动向转动马达反时针方向马达反时针方向转动转动,转速与外壳转速与外壳转速相等转速相等Offset 传感器包传感器包+控

26、制系统控制系统涡轮涡轮发电发电 当外壳带动钻头顺时针旋转时，反转电马达带动万当外壳带动钻头顺时针旋转时，反转电马达带动万向节反向旋转，从而保持驱动轴相对外壳的偏离角度向节反向旋转，从而保持驱动轴相对外壳的偏离角度和偏离方向不变，因而钻头的指向始终保持不变，按和偏离方向不变，因而钻头的指向始终保持不变，按照照“三点定圆三点定圆”规律钻出预定的圆弧曲线形井眼。反规律钻出预定的圆弧曲线形井眼。反转马达靠传感、反馈、控制系统控制。转马达靠传感、反馈、控制系统控制。造斜造斜工具工具的发的发展展指引钻头式之二：Schlumberger,BP Amoco （反转马达+万向节）保持井眼方向模式：可以钻出直线井

27、眼。钻保持井眼方向模式：可以钻出直线井眼。钻头的主轴产生头的主轴产生“章动章动(Nutate)”，钻出的井眼，钻出的井眼稍为有些扩大。大约扩大稍为有些扩大。大约扩大1/8。造斜造斜工具工具的发的发展展导向导向钻井钻井柔性铰接式旋转导向系统的原理 工具工具4的轨迹控制并不是三点定圆几何理论，而是由钻头方的轨迹控制并不是三点定圆几何理论，而是由钻头方向独立确定的。钻头设计成侧切能力很小，并有一个柔性联结，向独立确定的。钻头设计成侧切能力很小，并有一个柔性联结，该柔性联结把钻头与钻柱的弯矩隔开。这种轨迹控制机理可以该柔性联结把钻头与钻柱的弯矩隔开。这种轨迹控制机理可以在小井眼内提供比其他机理更高的造

28、斜率。在小井眼内提供比其他机理更高的造斜率。 铰接接头的弯曲方向需要通过一定方式定向。铰接接头的弯曲方向需要通过一定方式定向。钻柱钻柱柔性铰接柔性铰接钻头钻头钻头轴钻头轴造斜工具造斜工具的发展的发展柔性铰接式旋转导向系统的原理RRcos)(21dD 令：令：二式联立，可得：二式联立，可得：RLsin222LR则：则：指引钻头式系统的井眼曲率计算：指引钻头式系统的井眼曲率计算：造斜工具造斜工具的发展的发展活塞支撑块式旋转导向活塞支撑块式旋转导向系统结构图系统结构图旋转导向工具MWD上稳定器造斜工具造斜工具的发展的发展活塞支撑块式旋转导向系统结活塞支撑块式旋转导向系统结构原理示意图构原理示意图定向

29、线心轴活塞弹簧锁销支撑块注油孔非旋转套筒凸轮凸轮销蘑菇头孔板平衡活塞筒式斜面体开泵，心轴活塞在液压推动下，向下移动：开泵，心轴活塞在液压推动下，向下移动：推动支撑块伸出，给井壁支撑力；推动支撑块伸出，给井壁支撑力；凸轮凸轮销结构中的凸轮推动凸轮销外伸，使心轴活塞与主体分离，主体旋转凸轮凸轮销结构中的凸轮推动凸轮销外伸，使心轴活塞与主体分离，主体旋转而心轴不旋转；而心轴不旋转；推动锁销内移，使非旋转外筒与主体脱开，主体旋转而外筒不推动锁销内移，使非旋转外筒与主体脱开，主体旋转而外筒不旋转。旋转。停泵，心轴活塞在弹簧力作用下，向上移动：支撑块内缩；凸轮销内移，把主体停泵，心轴活塞在弹簧力作用下，向

30、上移动：支撑块内缩；凸轮销内移，把主体和心轴锁住；锁销上移，把主体与非旋转外套锁住。整个系统成为一个整体。和心轴锁住；锁销上移，把主体与非旋转外套锁住。整个系统成为一个整体。支撑块的支撑方向，通过支撑块的支撑方向，通过MWD测量、定向；测量、定向；造斜工具造斜工具的发展的发展偏心套筒式旋转钻井系统 全机械式，全机械式，无无井下马达井下马达，无无电电子系统子系统，可精确地钻出，可精确地钻出918米曲米曲率半径的短半径水平井。弯曲段钻率半径的短半径水平井。弯曲段钻进需要进需要824小时，垂深误差在小时，垂深误差在60cm以内。以内。 钻弯曲段组合结构如图所示，包钻弯曲段组合结构如图所示，包括：括：

31、Amoco专利的抗涡动的偏心专利的抗涡动的偏心PDC钻头，钻头短节，信息环，钻头，钻头短节，信息环，非非旋转的偏心套筒旋转的偏心套筒，下扭矩壳，球销，下扭矩壳，球销，上扭矩壳。上扭矩壳。 造斜原理是：即造斜原理是：即“指引钻头指引钻头”（pointing the bit） 原理。两个原理。两个接触点，一个在钻头上，一个在偏接触点，一个在钻头上，一个在偏心套筒的心套筒的“耐磨板耐磨板(Wear Pad)”上，上，两点控制着钻头的倾角。钻头短节两点控制着钻头的倾角。钻头短节可以调节两点之间的距离，从而控可以调节两点之间的距离，从而控制井眼曲率。制井眼曲率。造斜工具造斜工具的发展的发展偏心套筒刀翼偏

32、心套筒刀翼偏心套筒偏心套筒信息口信息口旋转主轴旋转主轴插销插销插销洞插销洞造斜工具造斜工具的发展的发展偏心套筒式旋转钻井系统 当心轴反时针转动时，心轴和偏心套筒在某个位置就可以“锁住”。心轴和偏心套筒上各有一个“泥浆口”，当心轴与套筒锁住之后，两个泥浆口将互相连通，泥浆循环压力将会下降一个值，泥浆循环时将没有脉冲信号。此时心轴可以带动偏心套筒反时针旋转，从而调节工具面。偏心套筒起到导向的作用。 工具面调节好之后，只要顺时针旋转，插销就会从插销洞中脱出来，使心轴和套筒“解锁”，同时刀翼又会吃住井壁，偏心套筒将不旋转，保持工具面不变。在解锁状态下，心轴每旋转一周，两个泥浆口将会相通一次，从而发出一个泥浆脉冲，地面上可以接收到这个脉冲，从而可以监视工具面是否发生变化。 造斜工具造斜工具的发展的发展偏心套筒式旋转