定向井中采用曲线井眼轴线的理论研究

本文通过对采用圆弧、二次抛物线以及悬链线型等作为定向井井身轴线之后的井眼曲率、井段弧长、井斜角、起下钻附加阻力以及钻柱旋转摩擦力矩等的对比研究后认为,在理论上采用二次抛物线作为定向井的井眼轴线,比圆弧线好,比悬链线更好。文中还指出了用悬链线作为定向井几何轴线后存在的若干问题,及文献[4]对这一问题在理论分析上的某些缺陷。     

定向井二次抛物线剖面设计及现场应用

本文介绍了二次抛物线定向井剖面的设计和计算方法,以及我国钻成的第一口二次抛物线定向井剖面的参数设计及施工概况。根据施工经验,作者认为二次抛物线形定向井剖面,不但远优于普通定向井剖面,而且也优于悬链线形定向井剖面,所以是一种很有前途的新型定向井剖面。     

定向钻井剖面类型的比较研究

本文用实例对S型、悬链线型和二次抛物线型等三种类型四种方法设计的剖面参数进行了分析对比,认为悬链线方法一(水平分力为已知)比其它方法好,是目前定向钻井中比较理想的剖面类型。     

关于定向井井身剖面的选择问题

本文通过起下钻摩擦阻力的分析,对目前较先进的几种井身剖面进行了对比和评价,并提出了一种新的井身剖面——逆悬链线剖面。计算结果表明,这种新的剖面可以作为一种比较理想的井身剖面应用于定向井设计和施工。     

井态悬链线方程及其井身轴线的设计技巧——定向井井身选线问题研究

本文导出了井态悬链线方程,澄清了有关井态悬链线的某些疑惑,并为井态悬链线的设计计算提供了一个直接准确的新方法。作者认为,从多角度看,悬链线与其它类型的井身曲线相比有较大的局限性,但给予悬链线的某些评论也值得商榷;不同曲线都有其自身的特点和适用条件,组合曲线具有组合的优势,在一定条件下圆弧线、椭圆线、抛物线、悬链线等的适当组合,都可作为定向井的优选线型。此外,还对定向井起钻净摩擦力及拉力的有关计算公式作了修正和补充。     

侧位抛物线大位移井轨道设计

优选井眼轨道是大位移井获得成功的关键之一。由于大位移井轨道的自身特点，进行轨道设计时，不仅要考虑摩阻和摩扭的大小，而且要考虑套管磨损和井眼长度以及施工的难易程度。提出了一种新的大位移井轨道即侧位抛物线轨道及其设计方法。计算分析表明侧位抛物线大位移井轨道井眼长度、摩阻和摩扭均小于同条件下的二次抛物线和悬链线轨道，而且不需要圆弧过渡段，给设计和施工带来了方便，因此，侧位抛物线轨道要优于二次抛物线和悬链线轨道。与圆弧形轨道相比，侧位抛物线轨道的旋转钻进摩扭稍大，但其起钻摩阻和滑动钻进摩阻均小于圆弧形轨道，而且井眼长度比圆弧形轨道小得多；因此，侧位抛物线优于圆弧形轨道。除给出侧位抛物线大位移井轨道设计全部计算公式外，还给出了计算实例，对现场设计施工具有一定的指导意义。     

三维悬链线轨道的设计方法

悬链线轨道可以降低钻柱摩阻,利用钻头的自然漂移规律钻井,可以解放钻压、提高机械钻速。有机地融合了悬链线轨道和利用方位漂移规律钻井的优点,系统地研究了三维悬链线剖面的设计问题。建立了三维悬链线轨道的数学模型,分析了井斜单元和方位单元之间的耦合关系,提出了三维悬链线剖面设计的约束方程,形成了系统的三维悬链线剖面设计方法。最后,通过设计实例验证了理论模型的正确性。     

拟悬链线轨迹设计方法及其摩阻扭矩评价

在大位移井钻井过程中,摩阻、扭矩是制约其水平位移延伸长度的关键因素,大位移井井身剖面的优化设计是减少摩阻扭矩、增加水平延伸距离的重要技术措施。拟悬链线剖面在减少摩阻扭矩和增加管柱的可下入性方面展现出一定的优势。通过微积分方法,建立了拟悬链线轨迹井身参数的计算模型,寻找到保证拟悬链线轨迹剖面在工程上和几何上都有意义的参数输入范围,并对不同轨迹类型(拟悬链线剖面、"直-增-稳"剖面、悬链线剖面)的摩阻、扭矩进行了比较分析。结果表明,对于水平位移较长的大位移井,拟悬链线轨迹能够减少摩阻扭矩,由于曲线井段占总井深的比例不大,通过改变剖面类型减少摩阻扭矩的作用有限,但悬链线设计为大位移井剖面设计提供了一种新的设计方法。     

悬链线剖面-定向钻井新技术

悬链线剖面,是定向钻井的一项新技术,也是近两年来中原油田定向井的重要科研成果。本文重点介绍悬链线剖面设计计算过程及悬链线剖面井的钻井效果及特点。实践表明,笔者做出的设计是行之有效的,可供同行作定向井设计时参考。     

悬链线轨道设计方法研究

悬链线轨道可以降低钻柱摩阻，改善钻柱的受力状况，有利于提高机械钻速和固井质量，在大位移井中具有显著的优越性。为此，系统地阐述了悬链线轨道的数学模型，并改进了无因次模型，使其更为简洁。分析了悬链线剖面的特征参数和设计条件，提出了新的悬链线剖面设计方法。新设计方法不需要进行迭代计算，可直接求解出井身剖面的待求参数，使悬链线轨道的设计过程大为简化。研究表明，悬链线剖面设计的实质就是确定悬链线井段的形状和位置；悬链线的特征参数决定了其形状，而悬链线井段的起始井斜角或稳斜井段的段长等参数决定了悬链线井段在井身剖面中的位置。最后，给出了悬链线剖面的设计与计算实例。     

大位移井轨道设计方法综述及曲线优选

井眼轨道设计是大位移井的关键技术之一。在总结前人工作的基础上．推导出了圆弧、摆线、悬链线、修正悬链线、拟悬链线、侧位悬链线、抛物线的统一计算公式。对于相同的目标点，计算出了这些曲线的井眼长度、最大造斜率、造斜段长度、下钻摩阻、起钻摩阻、滑动钻进摩阻和旋转钻进摩扭，通过赋给这些项不同的权值，然后用权值乘以各项的值与最小值的比值，最后累加，比较累加后值的大小，即可优选出最佳井眼曲线。     

关于“悬链线法钻定向井”的探讨

悬链线法是一种具有独特优点的定向钻井方法。本文在文献[1]的基础上,试图通过有关理论分析,对悬链线法钻定向井的一些问题提供参考。考虑到悬链线法钻定向井需要连续造斜,且井越深其井斜角愈大;同时还注意到岩石与钻头、钻头与钻柱的互相作用,本文提出了将钻头与岩石间的相互作用抽象为弹性抗转支承,即不约束转角的弹性嵌固端的设想(图4)。此外,在分析时假定井眼轨迹为一平面曲线,建立悬链线法钻定向井下部钻柱的三维挠曲变形的计算模型;提出了保证钻头沿预定井眼轴线(悬链线)的钻进条件:V'(o)=0,U'(o)=-tgθ。通过Laplace变换获得了该问题的解析解。文末以算例说明有关计算过程,并对所给结果进行了分析讨论。     

大位移井摩阻分析

明确推导出钻柱在拉伸或压缩状态下的张力模型和钻柱在垂直井段，造斜井段，降斜井段和侧向弯曲段的方程并推导出常规圆弧和新的修正悬链线模型方程。利用此模型方程可求出任意情况下进和退悬链线的井斜角，也可以求出已给定的纯三维剖面的摩阻。     

大位移井抛物线剖面设计的数值计算

在大位移井的轨道设计中,抛物线剖面是一种常用的类型。抛物线剖面设计的关键是求解抛物线初始点井斜角所满足的一个三角函数方程。使用倍角公式将该三角函数方程转化成一个四次代数方程,并进而求出了解析解。使用解析解可以简化抛物线剖面设计过程,减少计算工作量,提高计算速度。抛物线井段参数计算中需要通过段长公式来反求井斜角,考察了反求井斜角的二分法和Newton迭代法,证明了这两种迭代法的收敛性质,同时指出二分法的计算量要比Newton法少。     

对龚伟安同志一篇论文的质疑

拜读了龚伟安同志在《石油钻采工艺》1986年第4期上发表的"定向井中采用曲线井眼轴线的理论研究"一文后,感到这篇文章在力学模型和基本概念方面都存在问题,因而它的数例和结论似有不妥笔者在论证了选择定向井井眼轴线的曲线形状之后认为,悬链线比二次抛物线好,比圆弧线更好。     

索-链-浮子/沉子组合锚泊线的静力分析

利用悬链线方程,对由三段单位长度质量和尺度各不相同的索链与水中浮子或沉子组合而成的复合锚泊线进行了静力分析。在导缆孔高度和导缆孔处锚泊线张力已知的情况下,根据导缆孔处着链点高度建立求解锚泊线张力的控制方程。计算中考虑了锚泊线的弹性伸长和浮子或沉子的尺度作用,对三段索链以上更为复杂的复合锚泊线的静特性可用同样方法处理。     

定向井二次抛物线剖面设计

定向井二次抛物线剖面设计,要求直井段与圆弧段、圆弧段与二次抛物线要平滑接触,形成一条平滑线。文中对设计中的各公式进行了推算和举例。     

二次抛物线井施工中的几个技术问题

本文介绍定向井采用二次抛物线直接与垂直井段相切的剖面设计,及其在现场施工实况。文中给出了起钻附加阻力的现场测试数据。笔者认为不使用过渡圆弧更能发挥这种剖面的优点,起钻阻力实测值证明二次抛物线剖面远优于"三段制"剖面。文章推荐在浅井大位移情况下使用二次抛物线剖面比采用其它剖面更好。     

一种新的大位移井轨道设计方法

摩阻和摩扭是限制大位移井水平位移的关键问题,优选造斜段曲线可以减小摩阻和摩扭。研究了造斜段曲线的优选问题。提出了一种新的大位移井轨道,即侧位悬链线轨道及其设计方法。计算分析表明:与圆弧、抛物线和悬链线轨道相比,侧位悬链线轨道井眼长度最短,摩阻、摩扭最小,而且不需要圆弧过渡段,给设计和施工带来了方便。文中不仅给出全部计算公式,而且给出计算实例.对现场设计施工具有一定的指导意义。     

井架绷绳受力分析及其合理使用要求

提出井架绷绳的数学模型——悬链线,并推导出考虑弹性变形的悬链线方程、绷绳张力和垂度的计算公式。借助牛顿迭代原理提出可行的适合于电算的井架绷绳计算方法和电算程序,并对典型的三种井架绷绳进行了实算。在此基础上研究了张力和垂度的关系,分析了绷绳受力及其影响因素,提出使用绷绳的合理要求。