中深井作业管柱受力分析

近几年，在油田勘探开发工作中，中深井较多，中深井在井下作用时有很多复杂因素，与渚井相比是不容忽视的，具有一定的特点。本文提出了中深井井下作业施工时应注意的几个问题，对这些问题进行了理论分析，讨论并提出了解决这些问题的方法。     

长水平段水平井冲砂管柱摩阻分析及应用

针对水平井垂深浅、水平段长,因水垂比高带来作业管柱下入摩阻大,直井段油管重力不足导致冲砂作业管柱下入深度受限的问题,开展了冲砂作业管柱下入摩阻仿真模拟研究。基于水平井井眼轨迹、管柱组合结构和流体摩阻等影响因素,同时考虑冲砂作业管柱存在多变径部位的特点,结合变径部位的轴向力计算模型,建立了冲砂管柱下入摩阻的预测模型。对CP11水平井的冲砂管柱进行了下入摩阻分析。分析结果表明:采用73.0 mm+88.9 mm两种规格工具油管组合的作业管柱改变了直井段的油管重力,增大了管柱的有效推力,提高了冲砂作业管柱的下入能力。同时分析表明冲砂管柱下入速度不宜过大,管柱下入速度过大会增大管柱的流体摩阻,影响管柱下入能力。研究结果可为油田长水平段水平井作业管柱优选及现场安全施工作业提供理论指导。     

连续管井下作业摩阻计算分析

在综合分析现场3种摩阻计算模型优缺点的基础上,提出软模型是计算连续管作业摩阻的最优模型。根据连续管作业的特点,考虑到井眼轨迹中曲率和方位的变化,建立了连续管单元几何力学模型。分析了连续管单元的受力情况,给出了连续管摩阻的计算模型。进一步探讨了发生屈曲时连续管的受力情况,最终建立了三维井眼中连续管井下作业摩阻计算模型。结合中海油湛江DF1-1气田A1h井数据,对连续管井下作业轴向载荷和注入头载荷进行了预测,为连续管技术的应用提供理论基础。     

浅层水平井管柱摩阻与力学分析

针对浅层水平井的"浅"、直井段短、水平段长的特点和直井段的钻具重量不足以推动钻具前进与井眼延伸,管柱的受力及安全问题突出的难点,通过软件对楼平2井的管柱摩阻与力学进行分析,成功克服浅层水平井钻柱在造斜率高达(58°～65°)/100m中的大摩阻,合理优化井口大尺寸钻具倒装加压技术,保证了浅层水平井最大限度地实现地质设计目标,降低了井下管柱的复杂情况发生,使楼平2井的实钻位垂比达到2.51,对其它类似水平井的施工有着重要的指导意义。     

水平井管柱摩阻力计算及下入深度确定方法

分析计算了管柱在下入水平井过程中所受到摩擦力,提出了一种求解摩阻力近似算法,在此基础这柱（钻柱,油管柱）下入深度问题进行了讨论分析,提出了管柱下入深度的确定方法和原则,并通过实例计算加以说明,该计算结果对现场施工有一定的参考价值。     

水平井摩阻计算新方法探讨

本文讨论了水平井套管摩阻的计算方法，批针套管视为柔性计算其摩阻是不合适的，应将其视为刚性的，并以此为条件，介绍了计算下入套管最大长度的方法。     

水平井管柱摩阻扭矩的计算模型

根据水平井的轨道设计、管柱与井壁接触和受力特点,利用分段计算方法,建立水平井管柱摩阻扭矩计算模型。根据水平井的轨道,采用三维纵横弯曲梁模型,计算处于增斜段管柱的摩阻扭矩;采用修正软模型,求 解处于直井段、稳斜段、水平段管柱的摩阻扭矩;并考虑管柱屈曲的影响,建立适合水平井的摩阻扭矩三维分段计算模型。利用该模型,对现场实际问题进行计算,结果表明,该模型计算精度较高,可为现场实践应用提供技术参考。     

一种深井可洗井注水管柱

这里介绍一种可保护套管、可多次正、反洗井的深井超深井污水田注管柱技术。该管柱技术的核心是可洗井封隔器的研制，该封隔器能满足深井的坐封要求，采用液压式坐封；管柱得到描定，有利于封隔器耐压羞的性能；封隔器上的洗井通道可以实现多次(至少20次)人为控制开启与关闭，保证环空保护液不漏失；该管柱可以实现过封隔器的全井管柱的大排量正洗或反洗作业，有利于清除污垢，延长注水工艺的实施效果。同时该管柱配套的钢丝作业简单、安全性较好；封隔器可以多级使用。     

超深井连续管作业过程受力分析及实例计算

合理选用管柱-井眼作业受力模型及综合考虑摩阻因素是实现连续管作业受力准确计算的前提与基础。根据超深井连续管作业特点,考虑温度、井内介质流动阻力等因素影响,建立了连续管作业综合受力模型,用开发的软件实现了连续管作业过程中的受力、变形情况及井口注入头所需注入力的实时变化模拟。模拟结果表明,连续管上提作业安全余量较下放作业安全余量小,下放作业连续管弯曲情况更为严重,螺旋屈曲井段更长,造成附加接触摩阻占总摩阻的比例较大;对于井内压力较大的情况,建议下放作业时适当增大连续管填充压力,上提作业时适当减小连续管填充压力。     

水平井钻柱摩擦力的计算

本文介绍了不同工况下水平井钻柱摩擦力的计算方法。计算结果表明,起钻和井底动力钻具钻进两种工况,钻柱与井壁间有较大的摩擦力。并指出降低摩擦力的有效措施是将造斜率较大的井段放在井眼下部,采用油基钻井液及轻质材料钻杆。     

浅层水平井管柱可下入性分析及下入过程的可视化

浅层水平井作业管柱下入过程中经常遇到管柱下入遇阻,甚至无法下入或者下入到目的层后井下工具无法正常工作的情况,因此有必要在作业管柱下入前对管柱的可下入性以及下入后井下工具的工作情况做出评估,尽可能减小风险。针对这些问题,文中采用有限元节点迭代方法对具有超长细比管柱的下入过程进行了分析,阐述了以测量数据和计算数据为依据的管柱下入过程的三维显示方法。结果表明,采用文章提出的方法不但可以对管柱的可下入性进行分析,而且实现了管柱下入过程的三维可视化。     

深井试油管柱力学分析及其应用

针对深井管柱温度高、注液压力大,管柱受力复杂等特点,综合考虑井身结构、管柱组合、工况、施工顺序等因素,考虑封隔器的约束和温度、压力变化引起的温度效应、螺旋弯曲效应等四种效应对管柱受力、变形的影响,给出了试油井下管柱轴向受力、变形、应力计算方法,并结合油田现场实际对流体摩阻的计算方法进行了简化。根据理论分析开发了深井试油井下管柱力学分析软件,在管柱组合设计与强度校核、施工参数计算方面具有一定的指导意义,在胜利油田和大港油田已实际运用多次。     

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为了探索川型液压式悬挂器在承受较大轴向载荷时的工作情况，对川型液压式Ф１７７．８ｍｍ单卡瓦和改型的Ф１７７．８ｍｍ双缸双卡瓦悬挂器，在承受１９６０ｋＮ轴向载荷作用时其工作及主情况等进行了探索试验。文章论述了川型液压式Ф１７７．８ｍｍ单，双卡瓦悬挂器能否承受１９６０ｋＮ的轴向载荷和在１９６０ｋＮ的轴向载荷作用下液缸，锥体是否变形；悬挂器剪钉，液缸剪钉剪切能否被剪断使液缸上移；倒扣头能否正常倒扣以及对     

深井尾管固并中悬挂器的探索试验及应用

为了探索川型液压式悬挂器在承受较大轴向载荷时的工作情况，对川型液压式１７７．８ｍｍ单卡瓦和改型的１７７．８ｍｍ双卡瓦悬挂器，在承受１９６０ｋＮ轴向载荷作用时其工作及变形情况等进行了探索试验。文章论述了川型液压式１７７．８ｍｍ单、双卡瓦悬挂器能否承受１９６０ｋＮ的轴向载荷和在１９６０ｋＮ的轴向载荷作用下液缸、锥体是否变形；悬挂器剪钉、液缸剪钉剪切能否被剪断使液缸上移；倒扣头能否正常倒扣以及对上层套管的挤毁情况等。还介绍了川型液压式悬挂器在深并尾管固井中的现场应用情况。     

管柱力学分析在深井酸压施工中的应用

酸压管柱是酸压作业顺利实施的重要保障。在深井酸压过程中,管串长,摩阻大,泵压高,温差大,压力高,施工时间长,管柱受力情况恶劣,变形严重,如在管柱结构设计时未充分考虑因此因素,可能会造成封隔器密封失效,导致酸压失败。本文通过对两口酸压井管柱的力学分析及强度校核,对酸压管柱结构提出优化方案,对酸压管柱的安全施工提供了可靠依据。     

小井眼钻柱瞬态动力学研究及应用

考虑小井眼细长钻柱沿井深和井眼圆周方向的随机接触碰撞,建立了钻柱瞬态动力学模型。运用动力间隙元不仅能合理描述钻柱与井壁的接触碰撞过程,还能考虑井壁变形和泥饼的能量吸收,并用Newmark法求解钻柱动力学平衡方程。通过钻井全尺寸模型装置上的钻柱动力学试验,对理论计算结果进行了验证,也为钻头干扰力确定提供了依据。经大庆油田14口小井眼井应用表明,由钻柱动力学分析所设计的钻柱结构没有发生井下断钻具事故,防斜性能也比较好,机械钻速得到明显提高。     

深井小井眼定向取心技术的应用及效果

深井小井眼定向取心技术是国内独自开辟的一项新技术，它能从定向取心上直接观察深部地层特征和构造形态，还可解释出深部地层裂缝和岩层的产状要素（倾角、倾向），为研究深部地层裂缝性油气藏的分布规律，探明储量提供可靠的原始依据，并以此优选布井方案，提高深井勘探成功率。文章通过介绍深井小井眼定向取心技术原理及小尺寸深井定向取心工具结构特点，对川东大天池９口井眼为φ１５２．４ｍｍ深井应用情况和效果进行了总结分析，进一步阐明该技术是直接获得地质资料的一种经济、实用、快速、有效的方法。     

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深井小井眼定向取心技术是国内独自开辟的一项新技术，它能从定向取心上直接观察深部地层特性和构造形态，还可解释出深部地层裂缝和岩层的产状要素（倾角，倾向），为研究深部地层裂缝性油气藏的分布规律，探明储量提供可靠的原始依据，并以此优选布井方案，提高深井勘探成功率。文章通过介绍深井小井眼定向取心技术原理及小尺寸深井定向取心工具结构特点，对川东大天池９口井眼为φ１５２．４ｍｍ深井应用情况和效果进行了总结分析     

深层海相气井井身结构优化及应用

针对于南方海相深层油气钻探过程中储层埋藏深、压力高、钻井难度大的特点,对国内外井身结构应用进行了分析,结合深井井身结构设计方法,重点讨论了井身结构的优化思路及应用效果,优化了井身结构的套管尺寸及增加套管层次,达到提高综合钻井速度,加快勘探步伐的效果。