柔性钟摆钻具纠斜的理论分析

在控制井斜技术中,钻头侧向力是衡量控制井斜效果的关键参数。本文利用纵横弯曲理论对柔性钟摆钻具和钟摆钻具的钻头侧向力进行计算,从理论上说明柔性钟摆钻具比钟摆钻具有更好的纠斜效果。     

江汉油田易斜地区打直打快技术探讨

江汉油田易斜地区钻直井，近几年井斜时有发生，造成很大经济损失，为了防止井斜。常常被迫采取“轻压吊打”的老办法。进一步改进下部钻具组合．提高钻井速度，降低成本，是一项值得深入研究的课题。在简要回顾井斜控钢技术研究状况后，提出采用双扶正器柔性连接防斜钻具来提高江汉油田易斜地区打直打快的新方案．并进行了论证及防斜力的对比、分析，表明：双扶正器柔性连接钻具组合的防斜效果大大优于常规大钟摆双扶正器钻具。     

柔性钟摆钻具纠斜的理论分析

在控制井斜技术中，钻头侧向力是衡量控制井斜效果的关键参数。本文利用纵横弯曲理论对柔性钟摆钻具和钟摆钻具的钻头侧向力进行计算，从理论上说明柔性钟摆钻具比钟摆钻具有更好的纠斜效果。     

柔性钟摆钻具纠斜的理论分析

在井斜控制技术中，钻头侧向力是衡量井斜控制效果的关键参数。本文利用纵横弯曲理论对柔性钟摆钻具和钟摆钻具的钻头侧向力进行计算，从理论上说明柔性钟摆钻具比钟摆钻具具有更好的纠斜效果。     

柔性钟摆钻具组合的应用

在易斜地层钻进时，带扶正器的防斜钻具组合的防科效果往往不甚理想。通过不断的实践和摸索，发现柔性钟摆钻具组合可取得比较满意的效果。其特点是钟摆力强、防斜降斜效果好，而且可在常压下钻进，既保证了井身质量又提高了机械钻速。文中对其防斜、纠斜机理及应用概况作了简短的分析，并提出几点结论和建议。     

计算弯曲井眼内双扶正器钟摆钻具受力的加权残数法及扶正器位置的优化设计

钟摆钻具是石油井工程中重要的组合钻具之一，本文用加权残数最小二乘法分析弯曲井眼内的多扶正器组合钻具的静力问题，推导出能适用于任何下部组合钻具的变形和受的理论公式，将其具体应用扶正器钟摆钻具，给出了双扶正器钟摆钻具的钻头侧向力，扶正器处的内弯矩和侧向力等计算公式，采用伸缩保差的优化方法计算纠斜侧向力为最大时对应的最优扶正器位置，实际算例说明此方法是可行且实用。     

新型钻直井的钻具组合及油田试验结果分析

分析了控制钻头侧向力的有效技术途径,阐明了设计钻具组合的基本方法,为钻县组合的综合提供了理论依据。针对钟摆钻具和满眼钻具在防斜纠斜过程中的不足,设计了新型钻直井的柔性防斜纠料钻具,并用纵横弯曲法分析了其力学特性,说明了该钻具的施工工艺特点。试验表明,该钻具能有效地控制井斜,提高机械钻速6倍多。     

气体钻井双稳定器钟摆钻具的模拟仿真分析

针对气体钻直井的井斜控制问题,设计了一套气体钻井专用稳定器,用有限元仿真软件对气体钻井专用双稳定器钟摆钻具的力学特性进行模拟分析。从钻具本身的结构参数、井眼参数以及钻井参数等方面考虑,分别讨论了上下稳定器间距、下稳定器与钻头的距离、钻压、井斜角以及上下稳定器尺寸与钻具钟摆力的关系,分析了各个参数对钻具钟摆力的影响程度。计算结果与相同条件下纵横弯曲梁理论得出的结果相对比,两者基本吻合。通过分析可知,使用该专用稳定器的钟摆钻具组合在用气体钻井时具有较强的防斜纠斜能力,能够有效地控制气体钻井井斜问题。     

柔性钻具组合防斜钻快的强度分析

在倾角大、岩石硬度高、自然遣斜能力极强的地层中，采用常规塔式钻具组合、刚性满眼钻具组合和钟摆钻具组合均难以控制井斜，而采用柔性防斜钻具组合控制井斜则为大倾角硬地层防斜钻直提供了一种新型的技术手段。但是钻具强度问题一直是倍受关注的焦点。文章以固体力学有限元理论为基础，建立了柔性下部钻具组合在弯曲井眼或斜直井眼中的有限元力学模型，求解并得到了下部钻具组合的应力场。研究结果揭示了柔性防斜下部钻具组合的变形、应力分布规律、下部钻具组合的强度特征和失效的力学机理，为钻具组合安全使用和优化设计提供了参考依据。     

普光3井防斜打直技术

普光3井上部地层属于高陡构造,地层倾角大,极易发生井斜,地层可钻性差,蹩跳钻严重,上部地层防斜打直是施工的难点。该井在施工过程中应用了钟摆钻具组合、大直径钻铤组成的塔式钻具组合和螺杆钻具组合。应 用效果表明,钟摆钻具组合在表层钻进时,要防斜打直要求钻压很小,这样制约了钻井速度;大直径钻铤塔式钻具组合防斜效果较好,且匹配好合适的钻井参数并优选好钻头,能有效提高钻井速度;上螺杆扭方位钻具组合是一种较积极的防斜打直措施,有必要进一步探索。     

单弯双稳导向钻具组合复合钻进稳斜能力分析与优化

为解决单弯双稳导向钻具组合长时间复合钻进时实钻井眼轨迹偏离设计井眼轨道的问题,对单弯双稳导向钻具组合的稳斜能力及其影响因素进行了分析。根据底部钻具组合复合钻进导向力的拟动态计算模型,编制了相应的计算机程序,模拟计算了钻具组合结构参数、井斜角和钻压对单弯双稳导向钻具组合复合钻进稳斜能力的影响规律。结果表明:第一稳定器如果外径过小,在复合钻进中将处于悬空状态,失去支撑井壁的作用;随着第二稳定器外径的增大,单弯双稳导向钻具组合复合钻进的钻头井斜力减小;螺杆弯角、井斜角和钻压对单弯双稳导向钻具组合复合钻进的钻头井斜力影响均不显著。根据模拟计算结果,对南堡13-斜1025井稳斜段所用单弯双稳导向钻具组合进行了优化设计。实钻结果表明,采用优化设计的钻具组合复合钻进时稳斜效果很好,井斜变化率只有0.18°/30m。这说明,根据各因素对复合钻进稳斜能力的影响规律,对单弯双稳导向钻具组合进行优化设计,可以提高其稳斜能力。      

钻具稳定器结构对复合钻井导向力的影响

单弯螺杆钻具+PDC钻头复合钻井已广泛在钻井提速和井眼轨迹控制作业中应用,对该类钻具组合导向力分析也有成熟的方法,但常常忽略螺杆稳定器结构的影响。为此,基于油气田现场作业应用的直棱和螺旋棱稳定器结构,讨论了螺杆稳定器外径和支点位置变化对钻具导向力的影响,建立了稳定器实际偏心距计算模型,提出了考虑螺杆稳定器结构影响的钻具复合钻井导向力分析方法。通过对单弯螺杆单稳定器钻具组合、单弯螺杆双稳定器钻具组合复合钻井导向力的分析,结果发现：①忽略螺杆稳定器结构的复合钻井导向力分析方法计算结果与钻具导向合力差别较大;②直棱稳定器由于棱槽包角的存在,等效外径周期性变化使得钻具组合导向力发生周期性增加或降低,变化幅度最高达50%,影响钻具导向稳定性能和疲劳寿命。进而提出建议：①计算复合钻井导向力时应采用考虑螺杆稳定器结构影响的钻具复合钻井导向力分析方法;②现场复合钻井时选用带棱槽包角为零的螺旋式稳定器或选用带棱槽包角小的直棱稳定器的螺杆钻具     

预弯曲动力学防斜打快技术初探

防斜打直技术应该朝着防斜打快方向发展,为此,提出了一种新型的防斜打快方法——预弯曲动力学防斜打快技术,并利用专用软件系统SABHA对带有单弯螺杆钻具的滑动导向钻具组合在小井斜井眼中复合钻井时的导向力进行了仿真计算.结果表明,这种导向力具有明显的降斜特征,并远远大于钟摆力.现场试验进一步证实了这种方法的有效性.文中给出了复合钻井导向力计算方法和现场试验的有关数据.     

扶正器作用下的钻柱横向振动分析

以往对钻往横向振动的研究大都是将钻柱假设为两端铰支的简文梁，而没有考虑扶正器的作用。基于此，采用连续梁钻柱模型，推导出扶正器作用下的钻柱横向振动的频率方程和振型函数的精确解析式。所得公式对轴向受压钻柱、轴向受拉钻柱、无轴向力钻柱和有任意个扶正器及考虑钻柱自重等各种情况都适用。比较了连续梁钻柱模型和简支梁钻柱模型在固有频率和振型等方面的不同。通过实例分析，说明了扶正器数目越多，轴向压力对固有频率的影响越小，钻柱失稳临界压力就越大，即稳定性就越好。     

井眼轨迹连续控制钻井技术研究与应用

为提高井眼轨迹的控制能力,缩短钻井周期,节约钻井成本,从井眼轨迹连续控制钻井技术原理和钻具组合2个方面进行了研究,实现了通过采用高效优质钻头配合单弯螺杆造斜钻具,并根据钻具结构的受力分析情况和施工技术要求,合理优选单弯螺杆的弯曲度数及上下稳定器的尺寸,匹配合适的钻井参数,仅一套钻具结构依次完成直井段、造斜段、稳斜段、降斜段等全井段的井眼轨迹控制过程的钻井技术方法。并通过实例分析,证明应用该技术可大幅度地提高钻井效率,可进一步推广应用。     

斜井抽油杆柱扶正器的配置间距

当斜井采用有杆泵抽油时，必须在抽油杆柱上安装扶正器以避免杆管的磨损，而扶正器的配置间距是影响扶正器使用效果的主要因素。用位移变分原理，以三角级数形式建立了相邻两扶正器之间抽油杆柱弯曲的挠度曲线方程，给出了抽油杆柱最大挠度与扶正器合理配置间距的计算公式。指出配置间距随井斜角的增加而减小，同时轴向压力对扶正器的配置间距有较大的影响，轴向压力越大，扶正器的配置间距越小。     

不倒翁式偏心防斜钻具的设计

目前所使用的各种钻具主要是靠钻具本身的重力来产生降斜力,在井斜角很小时,降斜力一般很小,在某些区块钻井时不能满足防斜要求。据此,设计了一种不倒翁式偏心防斜钻具。该钻具有1段钻铤,钻铤的两端各有1个偏心稳定器,钻铤外表面有一半圆形的偏心块,在钻铤和偏心块之间有轴承结构。利用不倒翁原理,当井斜超过一定值时,偏心块会在重力作用下自动停留在井眼低边,这样就可以将此处的钻柱顶到井眼的高边上去,从而产生一个很大的降斜力,使井斜得以有效控制。     

钟摆钻具组合非线性屈曲的有限元分析

钟摆钻真组合是一种应用较为广泛的防斜技术。文章采用有限元分析软件ANSYS首先建立了钻柱的非线性屈曲有限元分析模型,确定了加载条件。通过对大、小两种钟摆钻具组合的实例计算,确定了以钻压、转速为代表的钻井参数对钻柱屈曲后最大挠度的影响.计算结果表明,影响下部钻柱屈曲的因素较复杂,除钻压外,转速的影响也是一个重要因素。本研究成果为合理选取钻井参数,优化钟摆钻具组合降斜能力提供了理论依据。     

双稳定器预弯曲钻具组合防斜特性动力学评价方法

直井的防斜打快一直以来都是钻井领域的难题.预弯曲底部钻具组合防斜打直技术利用预弯曲结构引导钻具组合变形产生较大的动态降斜力,可实现动力学防斜打快目的.然而预弯曲钻具组合防斜特性的动力学定量评价仍是难题.针对双稳定器预弯曲底部钻具组合,笔者在Jansen建立的动力学模型的基础上建立钻头处动态侧向力模型,将仿真得出的A截面...