旋转导向井眼轨迹自动控制系统

为提高导向钻井的自动化程度，贝克休斯公司开发了旋转导向井眼轨迹自动控制系统。该系统具有独立的通信信道，可使地面与井下形成闭环，实现井眼轨迹全自动控制。

旋转导向井眼轨迹自动控制系统工作时，需要井眼轨道、随钻测量数据、钻头所处位置、钻机状态（底部打开或关闭）、井斜角和方位角、井下当前的导向参数等数据。它利用随钻测量的井眼轨迹数据实时计算造斜率和位移等参数，并与井眼轨道设计参数进行对比，从而控制井眼轨迹：如果偏差不超过设定值，则地面井眼轨迹控制器不发送改变导向参数的指令；如果偏差超过设定值，则系统会提示改变导向参数。该系统以最大允许狗腿严重度和井眼轨道设计为硬约束条件，根据预计的偏差、井斜角、方位偏差和狗腿严重度优选导向参数。如无法获得最优的导向参数，会向用户发出警报，定向工程师可基于当前的井身剖面，利用井下自动姿态控制器控制井眼轨迹。

旋转导向井眼轨迹自动控制系统有跟踪、咨询和自动控制3种工作模式：跟踪模式仅跟踪井眼轨迹；咨询模式提供改变导向参数的建议；自动控制模式在定向钻井人员监测下，自动控制井眼轨迹进行定向钻进。截至目前，该系统已进行了2次现场测试，结果表明，该系统能根据井下情况，自动调整导向参数，将井眼轨迹控制在井眼轨道设计的范围内。