近日，勝利石油工程公司智能信息技術支持中心(以下簡稱智信中心)研發的鉆柱雙向扭轉系統在商541區塊成功應用，鉆井周期縮短至5天以內，打破中國石化3500—4000米鉆井最短周期紀錄。其中商541-斜29井僅用時4.17天鉆完3543米，比歷史鉆井周期縮短84%以上，機械鉆速提高300%以上。

面對復雜施工環境

研發鉆柱雙向扭轉系統

鉆柱雙向扭轉系統是一種在滑動導向過程中，通過控制頂驅或電動轉盤，控制井下鉆柱扭轉幅度，減小鉆柱與井壁間靜摩擦，從而降低摩阻，提高滑動定向速度和效率的系統。

從外觀上看，只有兩只金屬箱子和幾根導線。就是這些看似簡單的東西，卻發揮了神奇的控制作用，讓深入地下幾千米的鉆柱按照設定程序扭動起來，有效地減小摩阻，避免托壓，減少粘附卡鉆和壓差卡鉆等井下復雜。

近年來，油氣勘探開發不斷向深層超深層、非常規油氣資源進軍，叢式井、大位移井、長水平段水平井等復雜結構井成為主要井型，這些井型又對鉆井軌跡控制和提速降本提出了苛刻要求。

“目前軌跡控制主要有旋轉導向和滑動導向兩種方式，旋轉導向技術先進，鉆速快，導向精準，但價格昂貴，且受井下溫度、地層條件等影響較大，有時綜合性價比不高。”智信中心電氣控制中心負責人尹文波說。

旋轉導向的控制系統在井下靠近鉆頭的位置，能保證定位精準，但不耐高溫，在深井和高溫頁巖油氣井施工中，地層溫度常常高達150攝氏度以上，旋轉導向故障率明顯增高。于是，項目組另辟蹊徑，從地上部分做文章，通過控制上部鉆具實現近似旋轉導向的功能。

“土辦法”叫板洋設備。勝利石油工程公司技術人員首先從提高系統兼容性上入手，對目前在用的不同廠家的頂驅反復研究，設計出一套對原設備改動小又能兼容各種型號的頂驅系統，連電動轉盤也能完美適配，這也成為該系統得以廣泛應用的最大優勢。

五年潛心科技攻關

打造鉆井提速提效利器

上百噸重的鉆柱，深入地下幾千米，如何讓這條巨蟒在狹窄的井眼里扭動身軀，還要保持井下工具面穩定，始終是智信中心技術人員努力攻克的難題。

扭矩大了會影響工具面，甚至可能導致鉆具脫扣；扭矩小了，又起不到降低摩阻的效果……他們經過反復試驗，摸索出各種工況下的最佳參數，開發出一種獨特的算法，可以精確控制扭轉參數，做到在6500多米井深，連續正反向旋轉3000度以上零誤差，保證工具面絲毫不受影響。

針對頂驅及電動轉盤電機編碼器易損壞的問題，他們專門研發出一套具有自主知識產權的控制算法，不用編碼器亦可精確控制角度，大大提高了系統的適配性和安裝效率。

“我們有一支20余人的技術服務隊伍，不但有高效的研發能力，還可以提供專業的現場技術服務，這是中心推動可持續高質量發展的核心競爭力。”智信中心經理何洪濤說，當前，他們充分發揮技術優勢，以雙向扭轉系統為依托，積極在外部市場推廣這項技術服務，實現提高科技成果轉化水平、保障油氣高效勘探開發雙贏。

經過5年潛心研究，鉆柱雙向扭轉系統已經更新至第三代，可以廣泛應用于長水平井段、井斜30度以上造斜井段、摩阻10噸以上、易粘卡井段等各種復雜井段，操作簡便、效果明顯，在鉆井提速提效方面發揮出巨大作用。

尹文波介紹，該系統目前已在石化油服（600871）各地區公司和中國石油安裝配套了92部鉆機，在勝利東部老區、蘇北頁巖油、川渝頁巖氣、鄂北致密氣等重點工區提速降本效果明顯，受到國內同行高度認可。