Neuigkeiten – Drehlenksystem (RSS)

Ein Rotary Steerable System (RSS) ist ein steuerbares Bohrsystem, das während der Rotation des Bohrgestänges die Drehung des Bohrrohrs in Echtzeit überwacht und steuert, um Steuerfunktionen auszuführen. Dadurch können Bohrarbeiten präziser durchgeführt werden, um die Zielformation zu erreichen. Es findet breite Anwendung bei Richtbohrungen und Horizontalbohrungen.
I. Richtbohren
Richtbohren ist eine Bohrtechnologie, die spezielle Bohrlochwerkzeuge, Messinstrumente und -verfahren nutzt, um die Bohrlochrichtung präzise zu steuern. Dadurch kann der Bohrmeißel ein vorbestimmtes Ziel im Bohrloch in einer bestimmten Richtung erreichen. Im Wesentlichen handelt es sich beim Richtbohren um eine Methode, bei der ein Bohrloch entlang eines vordefinierten Ablenkwinkels und Azimuts gebohrt wird, um die Zielzone zu erreichen.
Die wichtigsten Profiltypen lassen sich in drei Kategorien einteilen:

Zweiteiliges Profil: vertikaler Abschnitt + Aufbauabschnitt
Dreiteiliges Profil: Vertikalschnitt + Aufbauschnitt + Tangentialschnitt
Fünf-Abschnitt-Profil: oberer Vertikalabschnitt + Aufbauabschnitt + Tangentialabschnitt + Abfallabschnitt + unterer Vertikalabschnitt

Bild 1

Drei Meilensteine in der Richtbohrtechnologie:

① Verwendung eines Ablenkkeils (Umlenkwerkzeugs) für Richtbohrungen
② Einsatz eines Bohrlochmotors in Kombination mit einem gebogenen Bohrgestänge für Richtbohrungen
③ Einsatz eines steuerbaren Motors (Bohrlochmotor mit gebogenem Gehäuse) für Richtbohrungen

II. Horizontalbohrungen

Horizontalbohrungen sind eine Art von Richtbohrungen. Konventionelle Ölbohrungen verlaufen vertikal oder abgelenkt durch das Reservoir, wobei nur ein relativ kurzer Abschnitt das Reservoir durchdringt. Im Gegensatz dazu werden Horizontalbohrungen zunächst vertikal oder abgelenkt bis zum Reservoir abgeteuft. Anschließend verläuft das Bohrloch nahezu horizontal parallel zum Reservoir und durchdringt es über eine lange Strecke bis zur Fertigstellung. Solche Bohrungen können Hunderte oder sogar über zweitausend Meter durch das Reservoir führen und ermöglichen so eine deutlich höhere Ölgewinnung. Der Strömungswiderstand der in das Bohrloch einströmenden Reservoirflüssigkeiten wird reduziert, was zu einer um ein Vielfaches höheren Förderkapazität im Vergleich zu herkömmlichen vertikalen oder abgelenkten Bohrungen führt.

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Das RSS-System bietet Vorteile wie reduzierte Reibung und geringeres Drehmoment, hohe Bohrgeschwindigkeit, niedrige Kosten, kurze Bauzeit, gleichmäßigen Bohrlochverlauf, einfache Steuerbarkeit und verlängerte horizontale Abschnitte. Es besteht im Wesentlichen aus einem rotierenden Bohrlochsystem, einem Oberflächenüberwachungs- und -steuerungssystem sowie einer bidirektionalen Kommunikationstechnologie, die diese beiden Komponenten verbindet.

RSS können anhand der Funktionsweise ihres Lenkmechanismus klassifiziert werden instatische VorspannungUnddynamische VorspannungNach dem Lenkprinzip lässt es sich unterteilen inden Bit drückenUndPunkt-der-BitSysteme.

① Drücken des Bits

Dieses System wendet direkt in der Nähe des Bohrers eine seitliche Kraft an. Der Offset-Stabilisator der drehbaren, steuerbaren Bohrlochgrundbaugruppe (RSBHA) mit Vorschubmechanismus ist nahe am Bohrer platziert, dahinter sind mehrere Bohrstrangstabilisatoren in Reihe geschaltet. Während des Steuervorgangs bewirkt die durch das exzentrische Steuerwerkzeug erzeugte Ablenkkraft eine Auslenkung der RSBHA und einen Winkelaufbau. (Dies führt häufig zu einer ausgeprägten spiralförmigen Bohrlochform, unzureichender Bohrlochreinigung und einer effektiven Verringerung des Bohrlochdurchmessers, d. h. der Querschnitt des Bohrlochs wird kleiner als der Bohrdurchmesser.)

② Punkt-auf-den-Bit

Dieses System lenkt den Bohrmeißel durch Abwinkeln des Bohrgestänges nahe dem Meißel in die gewünschte Bohrlochrichtung. Der Offset-Stabilisator der Point-the-Bit-RSBHA ist zwischen zwei Stabilisatoren angeordnet, wodurch die Drehsteuerung hauptsächlich über den Meißelwinkel erfolgt. (Bessere Bohrlochqualität mit einer maximalen Krümmung von über 15°/30 m.)