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    遼河油田水平井測試管柱相關(guān)分析

    2012-04-29 05:31:18林育森郭登明
    中國高新技術(shù)企業(yè) 2012年20期
    關(guān)鍵詞:摩擦阻力水平井

    林育森 郭登明

    摘要:桿管柱是油氣鉆采工程中最重要的下井工具。油氣井桿管柱在充滿流體的狹長井筒內(nèi)工作,在各種力的作用下,處于十分復(fù)雜的受力、變形和運動狀態(tài)。文章利用三次樣條插值方法對水平井井眼數(shù)據(jù)進行了插值計算,求出了全角變化率,對井下工具的通過性進行了分析,并在此基礎(chǔ)上研究了水平井測試管柱的受力情況,建立了水平井測試管柱的軟桿模型,求出了管柱在不同井段的摩擦阻力,得出了管柱上提、下放過程的大鉤載荷,為水平井開發(fā)和小修施工作業(yè)的順利進行打下了基礎(chǔ)。

    關(guān)鍵詞:水平井;測試管柱;井眼曲率;摩擦阻力

    中圖分類號:TE353 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-2374(2012)30-0112-03

    1 概述

    桿管柱是油氣鉆采工程中最重要的下井工具。油氣井桿管柱在充滿流體的狹長井筒內(nèi)工作,在各種力的作用下,處于十分復(fù)雜的受力、變形和運動狀態(tài)。國內(nèi)外學(xué)者對定向井、水平井、大位移井的管柱受力及變形問題進行了大量的研究,建立了對應(yīng)的力學(xué)模型。但這些模型主要集中在定向井和水平井鉆柱受力分析,預(yù)測井底鉆壓和優(yōu)化井眼軌跡和鉆柱的優(yōu)化設(shè)計,沒有專門針對測試管柱的模型,也沒有用于大位移井測試管柱力學(xué)分析的軟件,大位移井測試管柱的力學(xué)分析手段主要還是手工計算,由于其計算復(fù)雜、工作量大,工程實踐中主要是根據(jù)直井的受力情況進行估算。本文對水平井井眼數(shù)據(jù)進行了插值計算,求出了全角變化率,并在此基礎(chǔ)上研究了水平井測試管柱的受力情況,求出了管柱在不同井段的摩擦阻力,并在此基礎(chǔ)上求出了管柱上提、下放過程的大鉤載荷,這是做好水平井開發(fā)和小修施工作業(yè)的基礎(chǔ)。

    2 井眼軌跡數(shù)據(jù)處理

    3 水平井測試管柱力學(xué)分析

    水平井管柱是油氣鉆采工程中最重要的下井工具。水平井桿管柱在充滿流體的狹長井筒內(nèi)工作,在各種力的作用下,處于十分復(fù)雜的受力、變形和運動狀態(tài)。對水平井桿管柱進行系統(tǒng)全面、準(zhǔn)確的力學(xué)分析,基本假設(shè)如下:桿管柱處于線彈性變形狀態(tài);桿管柱橫截面為圓形或圓環(huán)形;略去剪力對桿管柱變形的影響。

    3.1 造斜井段摩擦阻力求解

    4 計算實例

    5 結(jié)語

    從上表的計算結(jié)果可以看出,水平井起下管柱時,在垂直井段摩擦阻力較小,大鉤載荷主要是重力,在造斜開始以后,摩擦力的影響開始顯著增加;上提時,當(dāng)遇到上提拉力大于相應(yīng)上提鉤載時,說明上提遇阻,應(yīng)當(dāng)下放一下,再進行上提,這樣反復(fù)幾次即可;下放時,當(dāng)遇到井口拉力小于相應(yīng)下放鉤載時,說明下放遇阻,應(yīng)當(dāng)上提一下,再進行下放,這樣反復(fù)幾次即可。

    參考文獻

    [1] 杜春常.用三次樣條模擬定向井井眼軌跡[J].石油學(xué)報,1988,(1):112-120.

    [2] 魯港,李曉光,單俊峰.平均井眼曲率的計算[J].鉆采工藝,2007,30(4):149-151.

    [3] 程昌均,章亮熾.結(jié)構(gòu)的屈曲與分叉[M].蘭州:蘭州大學(xué)出版社,1991:27-38.

    [4] 戴江,李子豐,余振東,等.斜井、定向井及水平井中管

    柱軸向摩擦阻力分析 [J].天然氣技術(shù),2008,2(3):22-23.

    作者簡介:林育森(1979-),長江大學(xué)機械工程學(xué)院2009級機械及工程專業(yè)研究生,工程師,研究方向:石油鉆修設(shè)備設(shè)計;郭登明(1963-),長江大學(xué)機械工程學(xué)院教授,工學(xué)碩士,研究方向:石油機械的科研與設(shè)計。

    (責(zé)任編輯:劉 晶)

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