存在上凸弯曲的水平井眼中钻柱的屈曲分析

在铅垂平面内水平井眼轨迹为一条上下起伏的波浪线，因此在某一段井眼轨迹会呈现上凸弯曲，受其约束位于其中的钻柱也会存在上凸初弯曲。利用能量法对水平井眼中存在上凸初弯曲钻柱的屈曲问题进行了分析研究，推导出了屈曲载荷的计算公式。公式表明，水平井眼中当钻柱存在上凸初弯曲时其屈曲载荷的大小不仅与钻柱的长度、截面尺寸、材料以及钻柱与井眼之间的间隙等有关，还与钻柱上凸初弯曲的程度有关系，不可忽略其影响。算例分析表明，水平井眼中钻柱存在的上凸初弯曲会使其屈曲载荷减小，上凸初弯曲程度越大，屈曲载荷减小的幅度越大。     

三维弯曲井眼钻柱接触非线性问题求解方法

目前研究钻柱与井壁多向接触问题普遍采用罚函数法、间隙元法、形式刚度法和放松约束法等,其计算速度慢,难以满足工程应用要求。通过建立三维弯曲井眼钻柱有限元模型和钻柱与井壁接触碰撞的定解条件,利用元胞自动机的基本理论,提出了一种基于元胞自动机的钻柱多向接触非线性有限元方程的求解方法。该方法具有编程简单、收敛速度快等优点,能够较好地解决钻柱在三维弯曲井眼中与井壁接触碰撞的复杂边界条件问题,适用于三维弯曲井眼钻柱接触非线性问题的求解。     

铅垂平面型弯曲井眼的抽油机悬点载荷的计算

针对铅垂平面型弯曲井眼,阐明了垂直井段、造斜并段、稳斜井段和降斜井段中抽油杆载荷以及抽油机悬点载荷的计算方法.通过实例分析了抽油杆与油管间挤压力的分布,指出降低造斜点和井眼曲率是改善抽油杆与油管工作条件的有效途径.     

磨损套管抗挤强度计算模型

套管磨损后其承载能力降低,因此对磨损套管进行抗挤毁能力预测或评估就显得尤为重要。采用数值模拟和实物试验相结合的方法,系统分析了磨损套管的挤毁失效机理、影响抗挤强度的因素及影响规律。分析得出,月牙形磨损套管的挤毁属"三铰"失稳,严重磨损处首先屈服进入塑性区并产生很大变形,从而导致整体结构发生弹塑性失稳。磨损套管的抗挤强度随剩余套管壁厚、磨损半径和轴向载荷分别呈指数、幂函数和线性函数式变化。以此为基础,从未磨损套管实际抗挤强度计算入手,建立了完整的磨损套管抗挤强度计算模型,并对模型进行了试验验证,试验结果表明,模型计算值与试验实测值的相对误差在5%以内。所建立的磨损套管抗挤强度计算模型可用于磨损套管和未磨损套管抗挤强度的预测和评估。      

绥中36—1油田常用稳斜钻具组合特性分析

应用弯曲井眼里纵横弯曲三弯矩方程的研究方法,对绥中36-1油田开发生产中使用最广泛的一种稳斜钻具组合,予以定量分析和计算,并通过现场井眼轨迹的控制实例,说明在弯曲井眼里,由于受井眼曲率以及钻压的影响,钻头侧向力要发生变化,进而对井眼轨迹的控制产生根本性的影响;因此,现场操作应该事先对钻具组合特性进行定量分析和计算,通过优选参数,达到准确控制轨迹、提高中靶精度的目的。     

弯曲井段中套管柱挠曲变形的分析计算

水平井中的造斜段井身轨迹处于弯曲状态，因此位于其中的套管柱具有初弯曲。这样弯曲井段中套管柱不仅要受到自重产生的横向均布载荷和纵向载荷的作用，而且还有初弯曲，受力及变形很复杂。在考虑弯曲的条件下利用力法对弯曲井段中套管柱的挠曲变形进行了分析计算，推导出了相应的计算公式，其结论对工程实际有一定的指导意义。     

三维弯曲井眼套管动力学建模与仿真器开发

通过对井眼轨迹的模拟和计算,在充分掌握轨迹特征参数的基础上,以分段分析管柱受力和刚度模型为依托,综合考虑井斜角和方位角的变化、套管柱内外密度的不同、内外钻井液的压力以及套管自身的几何参数、物理参数等因素的影响,导出包含曲率和挠率计算的三维井眼套管上提、下放钩载计算模型。模型开发的大钩载荷分析仿真器以VB 6.0作开发平台,数字处理部分用Matlab软件编程计算。根据数据误差的来源以及实钻井眼的连续性,采用三次样条法使数据连续化。实例分析表明,实测结果和下套管模拟计算结果基本一致,模型对造斜段钩载的模拟较好;模型可在套管下入前进行大钩载荷预测,以防摩擦阻力超过大钩极限载荷而引起不必要的施工事故。     

绥中36—1油田常用稳斜钻具组合特性分析

应用弯曲井眼里纵横弯曲三弯矩方程的研究方法,对绥中36-1油田开发生产中使用最广泛的一种稳斜钻具组合,予以定量分析和计算,并通过现场井眼轨迹的控制实例,说明在弯曲井眼里,由于受井眼曲率以及钻压的影响,钻头侧向力要发生变化,进而对井眼轨迹的控制产生根本性的影响;因此,现场操作应该事先对钻具组合特性进行定量分析和计算,通过优选参数,达到准确控制轨迹、提高中靶精度的目的.     

井眼弯曲平面倾角对钻头侧向力的影响研究

井眼轨迹的空间形状是影响钻头侧向力特别是方位力的一个主要因素。文中利用弯曲平面倾角来描述井眼轨迹的弯曲方向,并探讨了弯曲平面倾角对钻头侧向力的影响及其规律。结果表明,弯曲平面倾角和井眼曲率的有机结合可以很好地描述井眼轨迹空间形状对钻头侧向力的影响。当弯曲平面倾角为0°时,钻头上的方位力近似为零,而当弯曲平面倾角接近90°或270°时,钻头上的方位力绝对值最大。在不考虑地层因素的影响时,井眼的弯曲平面倾角及弯曲程度是产生钻头方位力的一个主要因素。在现场井眼轨迹控制过程中,应充分考虑这一特点。