摘要：传统钻具组合力学结构和动力钻具工作特性的限制,测量装置无法获取钻头位置处的真实数据,导致智能钻井在决策与控制层面存在风险。国内外油服公司开发了多种数字钻头测量系统,在不改变钻头结构的前提下能够安装在钻头内部进行数据采集,为理论研究、钻井设计和钻井决策控制等提供了数据支持。为推动我国数字钻头的发展,调研了现有各类数字钻头发展现状,讨论了数字钻头技术的应用场景和发展趋势,并提出了技术发展建议。

摘要：实际钻井过程中,在多主频、多维度、多振幅复合的六自由度复杂振动作用下,极易引发井下钻具疲劳损坏与岩石重复破碎,钻井工程在效率、安全、效益和质量层面面临着严峻挑战。作为破岩钻进的直接执行机构,钻头动力学响应是钻进参数、地质特性、钻具结构数据关系的直接体现。开展钻头位置数据采集与融合挖掘,是统筹钻进效率、经济效益、风险控制关系,针对性开展提速增效工具改进与钻井参数优化的根本需要。智能钻头技术是解决上述问题的重要手段。由此对智能钻头技术硬件研发与数据分析过程中的部分关键问题进行了探索,针对性地提出了中心式模块应力测量的刚性连接方案,设计了运动测量的棱柱式阵列构型及数据推算方法,开展了模块结构水力学优化;研制智能钻头样机,基于实测数据开展了BHA井下听诊与钻井参数优化应用探索;开展现场应用测试5井次、累计入井超140 h,工艺与方法可靠、有效。