控制井眼軌跡中，實施滑動導向和復合鉆進時，使用一些經(jīng)常用到的導向螺桿往往會發(fā)生鉆頭無法有效加載與產(chǎn)生螺旋井眼的缺陷問題，這將直接的干擾了井眼軌跡的控制成效，要想避免這些問題的發(fā)生，就必須采取高效導向螺桿鉆具進行。筆者根據(jù)自身工作經(jīng)驗，主要對高效導向螺桿鉆具的應用進行了一番分析研究。
    高效導向螺桿鉆具指的是在螺桿鉆具驅動的地方安裝一種受螺桿鉆具驅動旋轉的窄帶螺旋穩(wěn)定器，共有以下功能優(yōu)勢：在底部鉆具組合中屬于近鉆頭支點，能夠使BHA的滑動導向能力不斷提升；布置近鉆頭與近滿眼能夠使井壁更加的完善；進行滑動導向鉆進時，近鉆頭穩(wěn)定器會保持一種旋轉狀態(tài)，其不會有太大的滑動阻力，有效防止了拖壓問題的發(fā)生，優(yōu)勢之處眾多。
    近鉆頭穩(wěn)定器結構設計及螺桿動力系統(tǒng)優(yōu)化
    1.1.近鉆頭穩(wěn)定器結構設計
    科學合理設計近鉆頭穩(wěn)定器結構對于高效導向螺桿鉆具利用率的提升具有重要作用，實際中應做好以下兩方面：首先，要求穩(wěn)定器處于旋轉狀態(tài)時應產(chǎn)生支點效應、具有較好的穩(wěn)定性以及實現(xiàn)低的額外扭矩；其次，做好巖屑的排導工作。所以，穩(wěn)定器應以螺旋過封閉扶正翼為首選，經(jīng)過一周的旋轉能使支撐外徑處于穩(wěn)定狀態(tài)下，并且在旋轉運行過程中具有較好的穩(wěn)定性，不會產(chǎn)生大的額外扭矩。采用鉆井液軸向流速與切向速度進行計算，知道了各種外徑螺桿鉆具過程中的扶正翼螺旋角與穩(wěn)定器的全部泄流面積。同時，有效的將巖屑進行了排導。
    1.2.螺桿動力系統(tǒng)結構優(yōu)化
    在對高效導向螺桿鉆具的結構進行改造時，應切實保證螺桿鉆具具有較高的動力輸出能力及良好的使用壽命。總的來說，優(yōu)化螺桿動力系統(tǒng)的結構時，應做到以下幾方面：選擇等壁厚定子工藝，這樣輸出扭矩及其功率就會有進一步的提升；要求轉子使用鍍鉻工藝，然后，配合等壁厚定子，這樣螺桿鉆具的使用壽命就會長久；進行長導程的設計和新添單級導程，使得輸出扭矩得到大大增強。
    帶高效導向螺桿鉆具BHA導向力分析
    隨著高效導向螺桿鉆具的實施，使得近鉆頭穩(wěn)定器和鉆頭端面間的距離不再那么遠，對BHA的導向力特征作了全面的改變。本文以下主要對帶高效導向螺桿鉆具BHA導向力進行了分析。以下主要以φ172mm高效導向螺桿鉆具為例，對BHA的導向力變化規(guī)律進行了一番分析研究。
    2.1.BHA結構及參數(shù)
    鉆頭為215.9mm，高效導向螺桿鉆具為172mm，鉆鋌為165mm，該圖中的L₁代表的是鉆頭端部與近鉆頭穩(wěn)定器支點的距離，達到了0.5m；L2l代表的是近鉆頭穩(wěn)定器支點與彎點距離，達到了1.8m；DS₁代表的是近鉆頭穩(wěn)定器的外徑，達到了214mm；DS2代表的是上穩(wěn)定器外徑，達到了214mm；L2代表的是上穩(wěn)定器支點與近鉆頭穩(wěn)定器支點距離，達到了16m。
    2.2.參數(shù)影響規(guī)律
    如果結構參數(shù)和井眼軌跡條件各異，那么，應通過導向力計算軟件SABHA對相關的導向力特征加以準確計算。從最后所得的結果可以看出，當存在較大的井斜角時，將會進一步加大滑動導向力與復合鉆井的導向力，相較于普通的導向BHA，這兩種工況狀態(tài)下的導向力得到了增強，因此我們將改進后的導向螺桿鉆具稱之為高效導向螺桿鉆具。所有參數(shù)對導向力有以下影響規(guī)律：進行滑動導向鉆進過程中，導向處于一種增斜力狀態(tài)，同時，上穩(wěn)定器支點與近鉆頭穩(wěn)定器支點距離越大，滑動導向就會在斜角的不斷增加下而有所提升，當上穩(wěn)定器支點與近鉆頭穩(wěn)定器支點距離達到18m時，兩者間的距離最為理想，導向力也就會增大。進行復合鉆進時，若井斜角未達到10°，那么，合導向力屬于降斜力；若上穩(wěn)定器支點與近鉆頭穩(wěn)定器支點距離大于14m，井斜角高出10°，那么，導向力就會變?yōu)樵鲂绷?，同時導向力會隨著井斜角的不斷增大而增大；當井斜角高出50°時，就會使得增斜力處于穩(wěn)定狀態(tài)。另外，井眼軌跡控制時，強調造斜鉆進和穩(wěn)斜鉆進應共用相同的鉆具方能增強鉆井時效，因此，在明確鉆具組合結構參數(shù)時，必須對滑動導向及復合鉆井導向兩者的功效進行全面的考慮。
    高效導向螺桿鉆具應用效果
    3.1.深部井段導向鉆進效果
    在對井眼軌跡控制的要求進行一番分析研究，結合導向力分析計算結果，明確選擇帶高效導向螺桿鉆具的底部鉆具組合配合PDC鉆頭入井。實踐證明，在導向鉆進過程中，有利于工具面的控制，螺桿鉆具壓差敏感，避免了拖壓問題的發(fā)生。機械鉆速增加到了8．62 m／h。在穩(wěn)斜旋轉鉆進過程中，井斜有了一定的降低，大概在1．4°／30 m，與預期提出的井眼軌跡控制要求完全一致。
    3.2.井眼軌跡質量
    采用ANSYS系統(tǒng)準確獲悉傳動軸受外載與約束作用狀態(tài)下的應力分布情況，通過實踐表明，應力值最高能夠達到434Mpa，主要位于傳動軸過渡截面位置上。根據(jù)各外徑對其最大應力值進行計算后發(fā)現(xiàn)，在材質條件穩(wěn)定不變下，傳動軸的外徑會有所增大，且提升了作業(yè)的安全水平，倘若將傳動軸的外徑提升5mm，那么，高效導向螺桿鉆具的承載能力就會提高百分之十六。因此，在實際生產(chǎn)過程中，以LZ95螺桿鉆具為例，其傳動軸的外徑應取值100mm為宜。

    綜上所述可知，實際中使用高效導向螺桿鉆具對于現(xiàn)場作業(yè)與安全要求能夠很好的滿足，可以處理好普通螺桿鉆具滑動導向過程中無法解決的拖壓問題，可有效控制工具面，相較于普通的導向螺桿鉆具，高效導向螺桿鉆具具有更優(yōu)的深層導向鉆進效率；通過高效導向螺桿鉆具鉆出的井眼具有較高的規(guī)則性，十分光滑，不僅使得井眼摩阻及鉆進扭矩進一步降低，而且對后續(xù)井下作業(yè)提供了極大的便利。