1. 井下测控研究室简介

2000年中国石油天然气集团公司成立钻井工程重点实验室，西安石油大学井下测控研究室成为钻井工程重点实验室全国四个重点研究室之一，同年成立西安石油大学井下测控研究室。2014年授牌为油气钻井技术国家工程实验室井下测控研究室。

研究室从建成以来，致力于石油井下测控工具的研发，以将测控技术应用于石油钻井和采油领域，以期达到增产、增储和降低成本的目的。井下测控工程技术集成及应用是研究室长期研究方向。

研究室定位明确、目标清晰。研发项目均与钻井、测井、采油的技术和装备相关。主要有：旋转导向钻井装备的研制、声波随钻传输的研究、井下发电机技术、无接触式信息传输技术、井下高温高压环境的数据采集存贮、井下等离子体冲激声源研究等。最为典型的技术与装备是旋转导向钻井技术与装备的研发，目前475和675系列已取得显著的进展，正筹备下井试验中。

实验室标志的仪器设备是：旋转导向地面测试系统。2012年建成完毕，测试系统已历经7代旋转导向装备的各种室内模拟试验的多次测试。随着项目研发的需要，研究室自主研发的许多测试设备，主要有：导向工具数据无线采集系统、双螺杆空气压缩机系统、发电机测试系统、压力测量系统、液压总成专用测试系统、偏心力测试环、随机振动冲击平台、等离子体冲击技术模拟井下实验装置、随钻振动冲击模拟平台等等。

2018-2020期间，井下测控实验室形成的科研成果有：获专利受理申请26条，其中发明专利25条。获专利授权7条。已发表论文19篇，已收录待发表论文2篇。其中SCI收录9篇、EI收录1篇、核心论文2篇。并在科学出版社出版专著1部。

2. 特色技术

(1) 旋转导向系统装备系列（XTCS475、675系列）

XTCS系列装备的技术特色：

1）系统指标先进：钻速高、造斜率高、易于扩展、安全钻进、导向控制很少依赖钻井参数的调整。在Push钻头的同时Point钻头2）技术链短：所有关键技术自己掌握；3）供货链可靠：易损件、关键件国产化，不依赖国外；

XTCS系列装备的预期性能：

1）BHA的造斜率可达18°/30m；2）导向头动力短节长度将小于2米，重量小于0.6吨；3）涡轮发电系统适应的钻井转速范围为60~400rpm；4）工具可抗平均冲击强度为每分钟100g以上冲击800次；5）工具操作中，最大扭矩可达181kNm；6）最大钻头压降无限制；7）在环空、钻具内和静压的压力测量范围为0~172MPa。8）井下无线短传适应泥浆电导率为0.13Wm。

(2) 等离子体冲击技术在井下应用机理研究系统

技术特色：

等离子体大功率冲击声源以深地探测为目标，声源信号的强度大，频率覆盖范围宽、具备定向聚能特性，可安装在井下钻头附近以探测前方地层的特性；声源对随钻环境的具有良好适应性。此项技术也是采油解堵装备中有力支撑技术之一。

预期性能：

声源冲击强度可达200dB以上，频带覆盖范围达几十kHz，可以做到探得远，达到百米以上；看得清，对地质裂缝，界面及地层存在物分辨率达分米级；

配合已有的旋转导向装备，可以随钻实现钻井过程打得准、看得远，并且随实际情况进行井眼轨迹的及时优化；

3. 科研设备

（1）室内斜、直、水平井段环境模拟钻井试验平台

主要由以下构成：

1）模拟井壁（井筒）姿态定位测试及自标定系统；2）上部井壁模拟装置；3）高压液流通道万向轴节（≤1°）和（≤10°）；4）位移感应装置及配套夹持器和安装工具。

主要功能：

1）使主轴旋转，加压、翼片体及翼片（贴井壁）保持静止状态；2）可控偏心器和模拟井壁间轴向相对运动；3）模拟破岩；4）模拟高温常压环境；5）模拟常温、内外液压差环境；6）模拟不规则井壁、可变井径井眼和井底；7）实现主轴转速、压力和扭力、贴井壁力、液体压力和温度的检测；

井下测控实验室牌子