2004年以来，塔里木油田相继引进斯伦贝谢公司的Power－V系统、贝克•休斯公司的VertiTrak系统、德国智能钻井公司的SmartDrilling系统3种自动垂直钻井系统，现将VertiTrak系统及应用效果做详细介绍。
1系统的构成及工作原理
VertiTrak是综合了闭环旋转导向系统、X－TREME马达、MWD3种技术开发出来的一种滑动式闭环自动垂直钻井系统。VTK系统包括导向系统、MWD测量短节和一个高性能动力短节X－Treme。
（1）导向系统。
导向系统实为一三轴向可伸缩导向块。3个导向块相位相差1200，可提供足够的侧向力，不同的导向块组合（每2个或1个进行组合）改变导向力。伸缩块在液压驱动下实现连续的过程控制，不受钻井参数和地层性质的影响。液压线路穿过整个动力节并与导向单元的控制阀相连。
（2）X－Treme动力节（马达）。
动力系统采用Navi－Drill生产的X－treme动力节（马达），与相同尺寸的钻井液马达动力要超出60％～100％。
马达采用了在外表涂有一层橡胶的预成型定子。由于橡胶成分的降低使得机械和水力效率大幅度提高，摩擦系数和内部发热量大幅度下降，钻井液对定子寿命的影响也降到最低。因此X－treme马达比常规马达有更高的输出扭矩和转速。
（3）控制短节。
控制短节由一个脉冲发生器、一个涡轮发电机、一套液压系统及油泵、一个井斜测量传感器和电子包组成。以脉冲发生器为核心的MWD系统提供了地面和井下的双向通讯，井斜传感器可提供精确的井斜测量（0．1＆ordm；），电子包中的传感器还提供温度、工具工况、交流发电机的输出电压测量、液压系统的油压测量等。涡轮驱动的发电机和液压泵联合给各个伸缩块提供导向液压。
2工作模式
分为钻进工作模式和非钻进工作模式两种工作模式，通过开泵时间的长短和排量的大小来实现。需要控制井斜导向钻进时选择钻进工作模式，不需要导向钻进或需要划眼时选择非钻进工作模式。转盘的转速不宜超过35r/min。
钻进时当MWD重力传感器（距离钻头10m）检测到有井斜趋势时，即可启动液压部件，通过1～2个肋板向井壁施加3t的作用力对抗这一趋势，同时MWD传送实时井斜数据到地面系统。井眼垂直时3个肋板全部伸出、钻头居中，眼按垂直方向钻进。这一过程自动完成，不需要人为干预。
3优点
VertiTrak最大降斜能力可以达到1．5＆ordm；/30m。通过选择欠尺寸扶正器在钻具组合中的位置及其外径的大小，可设定预期降斜率，范围在0．8～1．5＆ordm；/30m之间。钻进时，也可通过调整钻压、排量等技术参数微调降斜率。
VertiTrak系统的优点是：井眼光滑、摩阻/扭矩小，减少钻具磨损，降低钻具扭断落井风险。可以有效降低对套管的磨损。在高倾角地层应用中，解放钻压，提高钻时，有效缩短钻井工期。能够有效控制井斜，保持井眼垂。适用于高倾角地层、断层及破碎地层、盐膏层及盐层。
VertiTrak可实现山前高陡构造的防斜打直效果，对于解放参数、提高机械钻速、确保井身质量起到关键作用。但其缺少耐高压（150MPa）工具，对于高温高压井深部井段还有待于进一步研发。（文/中石油渤海钻探塔里木钻井公司程天辉郭云鹏李瑞亮等）