大弯角螺杆钻具过窗口通过能力分析

绥中某油田E井是在老井244. 5 mm套管内开窗侧钻215. 9 mm井眼,采用大弯角螺杆钻具组合进行中短半径钻进作业,而大弯角螺杆钻具组合通过侧钻窗口问题比较突出。鉴于此,考虑有效窗口长度和马达弯角大小等参数的影响,利用ANSYS有限元计算软件,对螺杆钻具组合过窗口进行模拟计算。计算得到钻具组合下入的最大应力及总摩阻力,利用许用摩阻力和许用应力判断螺杆钻具组合下入能力。当螺杆钻具马达弯角分别取1. 50°、1. 75°和2. 00°时,综合考虑强度和摩阻两个条件,能通过的最短有效窗口长度分别为1. 0、1. 0和1. 5 m。研究结果可为现场最终确定钻具组合方案提供理论依据。     

弯外壳螺杆钻具在套管内通过能力的有限元分析

应用非线性有限元方法,研究了侧钻水平井钻井过程中,弯外壳螺杆钻具在套管内下入可行性的问题,计算了φ120单弯螺杆钻具结构弯角、稳定器间隙以及井斜角对螺杆钻具下入摩阻的影响,并给出了使得螺杆顺利下入时螺杆之上钻具的长度,以此判断螺杆是否需要借助外力就能安全下入套管内。计算结果表明,结构弯角小于2．75°时,单弯螺杆钻具的能够顺利下入φ177．8套管内,当螺杆结构弯角大于3°时,下入困难,甚至需要借助于外力才能将螺杆钻具强行压入位于井口附近的套管内。     

φ139.7套管内侧钻水平井弯螺杆钻具通过能力分析

考虑φ139．7套管内侧钻水平井环空间隙小，基率大等因素，应用间隙元法对下部钻具组合进行非线性静力学分析，求得钻具的变形，应力，摩阻力的接触力，结合φ139．7套管内弯螺杆钻具的提放试验结果，建立了弯螺杆钻具组合通过能力的判定条件和计算公式，并在大庆油田侧钻水平井中得到应用和验证。     

单弯螺杆钻具下入套管可行性分析

为满足造斜和复合钻井的需要,常需使用单弯外壳螺杆钻具。由于套管内径较小,螺杆钻具壳体存在结构弯角,弯螺杆钻具能否顺利下入井口段套管是目前现场面临的一个重要问题。研究单弯螺杆钻具通过井口套管时的力学特性,对于指导现场合理选取螺杆钻具组合具有重要意义。采用有限元法,分析了172 mm单弯螺杆钻具在下入直井段244 mm套管时的应力分布规律,以及不同弯角大小对单弯螺杆钻具下入性的影响。结果表明,结构弯角小于2.5°时,172 mm单弯螺杆钻具能够依靠自重顺利下入244 mm套管,螺杆钻具结构弯角为2.75°时,需要额外施加外力才能将螺杆钻具强行压入套管。     

可调弯螺杆钻具振动特性研究

超深井钻井作业过程中,螺杆钻具失效事故时有发生,究其原因,除了其本身质量外,钻柱振动也是诱发钻具失效的主要原因.针对这一问题,考虑真实井眼轨迹、钻具组合、钻头与地层的相互作用及井壁的摩擦属性,利用多体动力学软件,建立了螺杆钻具全井钻柱动力学特性仿真模型,模拟了不同弯角螺杆钻具的轴向力、扭矩、弯矩及水平面运动轨迹随井深的...     

螺杆钻具打捞器接头有限元力学分析

建立了打捞器接头及其造扣过程的有限元力学模型。根据实际情况,将造扣过程划分为4种力学工况,并将造扣力简化为打捞筒内的线性分布。经过有限元计算,造扣位置的径向力最大,并在造扣段线性减小为零,结果符合实际情况。该打捞器接头及其特Tr210×4螺纹强度满足现场使用要求。     

弯螺杆钻具力学特性分析与设计

设计或选择弯螺杆钻具组合时，既要确定弯螺杆钻具的总体方案结构参数，还要预测该钻具组合的造科能力。利用结构弯角的等效角和等效横向载荷，推导了用以分析具有结构弯角的螺杆钻具组合力学特性的三弯矩方程组，并应用它确定钻具组合的平衡曲率。根据实钻结果研究了弯螺杆钻具组合造斜能力与平衡曲率间的关系，得出了平衡曲率系数的数学表达式，并将其应用于φ39．7mm套管侧钻水平井的φ89mm弯螺杆钻具总体方案设计。计算表明，这种φ89弯螺杆钻具应设计成传动轴本体上带有稳定器的单弯钻具。     

中短半径水平井弯壳螺杆钻具造斜率预测方法研究

准确的造斜率预测是侧钻中短半径水平井成功的关键。根据中短半径水平井的特点,提出了用极限曲率法和修正的三点定圆法来预测弯壳螺杆钻具的造斜能力,并对典型螺杆钻具的造斜率进行了预测和敏感性分析,以指导螺杆钻具的设计、选择和井眼轨迹控制。文中所述两种预测方法可较好地预测工具的造斜率,能满足中短半径水平井的需要,并得到了现场验证。     

螺杆钻具特性分析

螺杆钻具采用容积式单螺杆液马达作为动力机。无工作液漏失、无摩擦的理想马达是不存在的。马达工作液的漏失使得螺杆钻具总效率降低，并导致其实际工作特性偏离理论工作特性。在相同负载下，马达副的配合间隙对螺杆钻具的流量—转速特性影响很大，配合过盈量在０～０．３０ｍｍ范围内，螺杆钻具的功率及总效率较高；对漏失量超过２Ｌ／ｍｉｎ的液马达，建议不要继续使用。负载（转子输出扭矩）是影响流量—转速特性的另一重要因素，试验表明，螺杆钻具在最佳工况时的扭矩是制动扭矩的５０％～７０％。按螺杆钻具在不同流量下的扭矩—转速特性，为适应牙轮钻头钻井工况的要求，设计马达时应尽量降低转速，提高输出扭矩。     

螺杆钻具马达砂卡原因分析及预防措施

在钻井施工作业中，螺杆钻具常因砂卡导致螺杆马达工作失效，导致螺杆钻具报废，严重影响了正常钻井作业，现文结合螺杆钻具结构原理及钻井作业过程，分析了砂卡原因。提出了预防砂卡的措施。     

套管井中电磁场特性有限元分析

在分析套管井中电磁场分布特性时,源的发射频率、接收源距以及套管和水泥环等都会对接收信号有影响.为了更准确地得到地层响应信号,研究这些因素对测量信号的影响是必要的.通过建立三维的非均质套管井模型,采用有限元算法分析了各项参数对测量信号的影响,由此确定了适宜的发射频率范围和测量源距范围.     

双层套管井中声波波形分析

用柱状多层理论模型,计算了裸眼井、单层套管井、双层套管井中的声波波形。分别用地层纵波、横波和套管波信息,结合三种模型对双层套管井中不同条件下水泥胶结质量进行了详细分析。指出用内层套管波列和地层波列可定性判断两层套管之间的水泥胶结质量,用外层套管波列和地层波列能判断外层套管和地层之间的水泥胶结质量。结果表明,裸眼井和套管井的声波全波资料综合分析,能较好地评价水泥胶结质量。     

低密度水泥套管井中声波全波波形分析

根据柱状多层几何模型,得到标势函数和矢势函数表达式,应用井中声压公式,选择适当的参数作数学计算,并绘制了低密度水泥套管井中的声波全波理论波形。通过时域和频谱分析,研究了在套管井中常见的4种水泥胶结情况下,声波全波列中各组分波的传播时间、频率及能量特征,并与高密度水泥套管井中声波全波列的各组分波作了比较。分析结果表明,用声波全波测井不仅可解决低密度水泥固井质量评价问题,而且在水泥完全胶结好的情况下可提供地层声波信息。图8表4参6。     

气体钻井钟摆钻具组合的有限元分析法

在现行的钟摆钻具设计过程中,将第一个稳定器及其以下钻铤简化为简支梁进行计算。常规钻井液钻井时,钻压常远远大于稳定器以下钻铤浮重,忽略钻柱自身重力对轴向力的影响;而气体钻井时,钻压小,钻铤浮重大,此时钻铤自身重力的影响不得不考虑。以管单元模拟钻具的物理及几何特性,以间隙单元模拟钻具与井壁接触,采用有限元法,对气体钻井过程中下部钻具组合受力及变形进行了动态数值模拟,对单稳定器及双稳定器钟摆钻具组合进行了分析。该有限元模型不仅考虑了钻铤自身重力的影响,而且考虑了钻铤自转对其变形的影响,为钻柱力学分析提供了一种有效的手段,也为气体钻井防斜打直提供了理论依据。     

玻璃钢套管井的固井质量分析

由于玻璃钢套管与钢套管之间的声学性质差异,致使玻璃钢套管的固井质量测井响应不同于钢套管.基于声幅一变密度测井原理,分析了玻璃钢套管的固井质量测井响应.根据管外水泥的不同胶结情况,总结了玻璃钢套管固井的声幅-变密度测井曲线的显示特征,建立了1套评价玻璃钢套管固井质量的评价方法.应用该方法对X109-X139井玻璃钢套管固井质量进行了成功评价.     

套管压裂过程中射孔孔眼冲蚀数值模拟

套管压裂过程中,携砂液在射孔孔眼处产生节流,造成孔眼处发生冲蚀,使孔眼的几何参数增大甚至产生裂纹,影响施工的安全和效果。为此,利用数值模拟软件,采用欧拉-拉格朗日颗粒追踪理论,分析了不同排量和含砂量情况下射孔孔眼附近的流场、颗粒的运动轨迹及孔眼的冲蚀规律。分析结果表明,随着含砂体积分数的增大,射孔孔眼的冲蚀速率不断变大,当含砂体积分数为15%时,孔眼的冲蚀速率达到2.99×10-5m/s;当排量为9 m3/min时,射孔孔眼的冲蚀速率陡增为2.03×10-5m/s,是排量为8 m3/min时最大冲蚀速率的2倍多。研究结果可为现场射孔和压裂参数优化提供科学依据。     

过套管电阻率测井微弱信号检测误差分析

过套管电阻率测井通过测量金属套管上的微小电位差来计算地层视电阻率,套管上电位差的测量误差决定了地层视电阻率的测量误差.介绍了过套管电阻率测量原理,包括参考电压模式、套管电阻模式、泄漏电流模式等3种测量模式.推导了2种计算地层视电阻率方法的误差传递公式,探讨了影响地层视电阻率测量精度的因素,认为直接测量套管上的二阶电位差比测量一阶电位差会取得更高的地层视电阻率测量精度.该结论可供仪器研制方案选择参考.     

不同布孔形式筛管的抗压溃强度有限元分析

为研究不同布孔形式对筛管抗压溃强度的影响,基于弹塑性理论,以ABAQUS软件为开发平台,建立了考虑初始椭圆度的不同布孔形式筛管的有限元模型,并利用试验数据对模型进行了验证,研究了外压作用下平行布孔、交错布孔和螺旋布孔筛管在不同结构参数下压溃强度的变化规律。研究结果表明:当孔密和孔径都较小时,螺旋布孔筛管压溃强度大于其他布孔形式;当孔径和孔密较大时,交错布孔筛管压溃强度大于其他布孔形式;随着孔径或孔密的增大,螺旋布孔筛管压溃强度降低最为明显;在孔径或孔密增大初期,交错布孔筛管压溃强度下降速度近似等于平行布孔筛管。所得结论可为筛管布孔形式的选择及参数优化提供参考。     

胜利油田开窗侧钻井完井固井工艺技术的改进与发展

从胜利油田开窗侧钻井完井管串结构如何适应油藏开采及修井的需要出发,不断探索完井固井工艺及工具附件的持续改进。通过改进和配套的技术措施,提高了管外水泥环的质量,减少了固井施工和采油及修井过程中事故的发生,降低了油井维护和修理费用,降低了生产成本,提高了侧钻井的经济效益。     

平板中心圆孔边应力集中的有限元分析

应用ANSYS软件 ,对平板中心圆孔的应力集中进行了有限元分析 ,对圆孔平板在单向和双向应力条件下的应力状况进行了计算和分析 ,并将有限元结果与解析解进行了比较。分析表明 ,在单向应力条件下 ,圆孔大小对平板圆孔的应力分布没有明显影响