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(xué)鉆探計劃。近幾年,隨著旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)進(jìn)步,為解決高陡構(gòu)造、斷層和鹽層等復(fù)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(dāng)成熟,并進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)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(dǎo)向系統(tǒng),其特點(diǎn)是鉆井過程中工具可根據(jù)實(shí)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(jī)械鉆速。

 

  (2)斯倫貝謝公司的Power-V系統(tǒng)。該系統(tǒng)是Power Drive導(dǎo)向系統(tǒng)的低端產(chǎn)品,主要由電子測控件、機(jī)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(dá),裝配有特殊設(shè)計的支撐翼肋保證在硬或軟地層中具有良好的導(dǎo)向性能,確保井眼垂直。