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《滑動式導(dǎo)向鉆具組合復(fù)合鉆井時導(dǎo)向力計算分析_狄勤豐.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、DOI:10.13639/j.odpt.2000.01.00414石油鉆采工藝2000年(第22卷)第1期滑動式導(dǎo)向鉆具組合復(fù)合鉆井時導(dǎo)向力計算分析狄勤豐(西安石油學(xué)院,陜西西安710065)摘要復(fù)合式滑動導(dǎo)向鉆井方式在定向井、水平井井眼軌跡控制中有其獨特的優(yōu)點。對目前油田常用的復(fù)合式滑動導(dǎo)向鉆具組合的導(dǎo)向力進行了計算分析。結(jié)果表明,并不是所有的復(fù)合式導(dǎo)向鉆具組合都具有穩(wěn)斜或微增效果,有的鉆具組合可能具有降斜特性,因而在使用復(fù)合式導(dǎo)向鉆具組合前,應(yīng)對其進行仿真分析。在現(xiàn)場使用時,可以用裝置角為90°或270°時的造斜力近似作為該導(dǎo)向鉆
2、具組合在復(fù)合鉆井時的導(dǎo)向特征。同時,在使用復(fù)合式導(dǎo)向鉆具組合進行井眼軌跡控制時,應(yīng)注意螺桿鉆具的質(zhì)量,并采用合理的施工參數(shù),以免發(fā)生鉆具斷脫事故。主題詞滑動導(dǎo)向鉆井井底鉆具組合定向井井眼軌跡作者簡介狄勤豐,1963年生。1984年畢業(yè)于華東石油學(xué)院獲學(xué)士學(xué)位,1987年畢業(yè)于華東石油學(xué)院北京研究生部獲碩士學(xué)位。1997年在西南石油學(xué)院獲博士學(xué)位。主要研究方向為定向井、水平井、大位移井鉆井技術(shù)和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向井下閉環(huán)鉆井技術(shù)。出版專著一部,發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇。現(xiàn)任西北工業(yè)大學(xué)航天、宇航科學(xué)與技術(shù)博士后流動站研究人員,副教授。目前的定向井、水
3、平井井眼軌跡控制技術(shù)中,滑討論不同結(jié)構(gòu)參數(shù)時上述導(dǎo)向鉆具組合(以下稱復(fù)動式導(dǎo)向工具(帶彎外殼螺桿鉆具的BHA或帶彎合式滑動導(dǎo)向鉆具組合)的造斜特性,以便為現(xiàn)場施接頭+直螺桿鉆具的BHA)仍然是導(dǎo)向鉆井技術(shù)的工人員提供一參考分析方法。主體。但有一點值得注意的是,在定向造斜段采用滑一、復(fù)合式滑動導(dǎo)向鉆具組合鉆頭側(cè)向力計算[2][3][4]動式導(dǎo)向工具進行定向造斜,而在與之相鄰的穩(wěn)斜國內(nèi)著名學(xué)者高德利、蘇義腦、李子豐等井段或微增井段采用轉(zhuǎn)盤鉆與井下滑動式導(dǎo)向工具都提出過很好的計算各種BHA導(dǎo)向時鉆頭上的側(cè)(一般為小彎曲角度的螺桿鉆具)組合鉆
4、井的復(fù)合鉆向力計算方法,并在實際生產(chǎn)中取得了較好的使用井技術(shù)越來越受到人們的重視。這種技術(shù)的特點是,效果。國外一些知名學(xué)者也提出過不同的BHA造在定向造斜段完成任務(wù)后,不起鉆更換下部鉆具組斜能力預(yù)測原理。我國許多油田也引進了不少用于合,仍然使用定向造斜段使用過的滑動式導(dǎo)向鉆具計算鉆頭側(cè)向力的軟件系統(tǒng)。但是至目前為止,還沒組合,在轉(zhuǎn)盤帶動鉆具旋轉(zhuǎn)的同時,鉆井液驅(qū)動彎外有一套系統(tǒng)可以直接進行復(fù)合式滑動導(dǎo)向鉆具組合殼螺桿帶動鉆頭轉(zhuǎn)動,形成了復(fù)合式的鉆井特征。這受力特征的計算分析。筆者在高德利等教授提出的種技術(shù)的使用不但節(jié)省了起下鉆更換鉆具組
5、合的時理論基礎(chǔ)上,加以一定的改進,研制了一套多功能的間,而且在穩(wěn)斜段或微增段鉆井中取得了良好的軌下部鉆具組合受力分析系統(tǒng)DHEBHA,可以計算各[1]跡控制效果。種BHA的鉆頭側(cè)向力,其中包括目前國內(nèi)外正在從原理上講,這種復(fù)合鉆井方式使作用在鉆頭研制的可控偏心穩(wěn)定器組成的導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)以及井上的側(cè)向力隨導(dǎo)向鉆具組合的旋轉(zhuǎn)而具有不確定的下閉環(huán)鉆井系統(tǒng)。下面利用這套系統(tǒng)進行復(fù)合式滑方向,盡管這種方向有其變化的規(guī)律。正是這種特動導(dǎo)向鉆具組合的導(dǎo)向力計算分析。點,才使得所用滑動導(dǎo)向鉆具組合具有穩(wěn)斜或微增目前油田使用的BHA主要由PDC鉆頭+單的
6、效果。但是在現(xiàn)場的使用效果表明,當所選單彎殼彎螺桿鉆具+鉆鋌組成。例如在勝利油田埕北6B螺桿彎角太大時,可能引起單彎殼螺桿外殼斷、脫的叢式井組的定向井作業(yè)中,采用了這種類型的事故,當所選單彎殼螺桿其它結(jié)構(gòu)參數(shù)不合理時可BHA,結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:241.3mmPDC鉆頭+1°能引起井眼軌跡出現(xiàn)降斜現(xiàn)象。本文主要關(guān)心后者,(或0.75°)×197mm單彎螺桿+177.8mm無狄勤豐:滑動式導(dǎo)向鉆具組合復(fù)合鉆井時導(dǎo)向力計算分析15磁鉆鋌×1根+177.8mmMWD短節(jié)+127=165mm,Do4=165mm,K=45°,K=0.5°/30m,m
7、m加重鉆桿×10根+127mm鉆桿。在使用中,N=60r/mim。其中,L2為單彎螺桿的總長度,彎角這種BHA在滑動導(dǎo)向時可很好地進行定向造斜,為0.75°,彎點至近鉆頭穩(wěn)定器的距離為1.26m。在復(fù)合鉆井時具有較好的穩(wěn)斜效果。鉆柱內(nèi)徑假設(shè)相同,取Di=57.15mm。當裝置角為事實上,當滑動式導(dǎo)向工具復(fù)合鉆井時,可以認k=0°時,利用DHEBHA系統(tǒng),可以計算出鉆頭上為這種BHA的工具面隨鉆柱的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。在某的側(cè)向力分別為:Fα=20.07kN,F=-1.48kN。當一瞬時,可以計算出鉆頭上的側(cè)向力大小。以下為一裝置角為k=125
8、°時,鉆頭上的側(cè)向力分別為:Fα=BHA的結(jié)構(gòu)參數(shù):L1=1.2m,L2=6.554m,L3=-28.58kN,F=23.03kN。15m,W1=3mm,W2=2mm,W3=2mm,d=1.02g/表1中給出了在不同裝置
