针对高陡构造和大倾角地层中防斜与打快的矛盾难题,研制了旋转推靠式自动垂直钻井工具并获得了成功应用。实现了纠斜和稳斜功能,同时释放了钻压,提高了机械钻速。介绍了旋转推靠式自动垂直钻井工具的结构组成、工作原理、技术特点和应用效果等。从钻柱设计和钻井参数设计两方面进行了应用研究,最后对比国外同类产品在国内的应用情况并进行了应用分析,找出差距并提出改进措施。

自动垂直钻井工具工作于深井超常环境压力下，其核心部件液控导向纠斜机构是否能直接可靠地在井下提取纠斜所需的动力是微型液压动力系统产生主动纠斜力、正常工作的保证。结合AMESim对微型液压动力系统的仿真数据，借助ADAMS对纠斜动力提取机构进行仿真分析，对导向套与钻杆之间是否保持相对转动以产生驱动液控导向纠斜机构工作的动力问题进行了深入探讨。并通过实测自动垂直钻具原理样机的导向套与钻杆的扭矩，对ADAMS仿真分析及结果进行了验证。仿真和实验表明，在深井实钻这一工况下，导向套和钻杆之间可以保持相对转速，液控导向纠斜装置正常工作的能量供给可靠，纠斜机构微型液压动力系统工作正常。