定向井井下套管磨損分析及安全評價.pdf

1、在定向井中，由于井斜角、鉆柱自重的影響，井下套管的磨損十分嚴(yán)重。磨損套管的抗擠毀能力、抗內(nèi)壓能力都有所降低，直接影響后續(xù)試油完井作業(yè)的進(jìn)行。套管磨損程度的正確分析和預(yù)測，以及磨損套管剩余強(qiáng)度的計算，對定向井的安全開發(fā)具有重要意義。針對定向井井下特殊工況，本文結(jié)合定向井井下套管磨損程度分析，對井下套管安全性進(jìn)行評價，以便指導(dǎo)后續(xù)的試油完井作業(yè)。
　　本人根據(jù)摩擦學(xué)基本理論，對定向井井下套管的磨損機(jī)理和影響磨損的主要因素進(jìn)行了深入分析

2、，確定合理的套管磨損模型，結(jié)合實際工況下計算得到的定向井接觸力及磨損實驗測量的磨損效率，對套管磨損程度進(jìn)行定量分析。針對定向井套管在井下不同工況的磨損，利用研制的環(huán)塊式鉆桿-套管磨損實驗機(jī)進(jìn)行鉆桿-套管磨損實驗，可以模擬鉆井作業(yè)時的各種工況，包括溫度、接觸力、鉆桿轉(zhuǎn)速、套管磨損時間、鉆井泥漿類型，由大量實驗確定不同鋼級套管和鉆桿接頭之間的磨損效率和摩擦系數(shù)，并對磨損效率和摩擦系數(shù)的變化趨勢進(jìn)行分析，總結(jié)不同工況下的磨損規(guī)律，結(jié)合磨損模型

3、就可準(zhǔn)確預(yù)測和計算鉆井過程中的套管磨損的程度。
　　分別利用磨損套管應(yīng)力分布的雙極坐標(biāo)解答和ANSYS數(shù)值方法，計算了不同尺寸、不同鋼級、不同磨損深度的套管的剩余抗外壓強(qiáng)度和剩余抗內(nèi)壓強(qiáng)度進(jìn)行詳細(xì)的解答。本人建立了新的有限元模型，深入分析了非均勻地應(yīng)力對磨損套管剩余強(qiáng)度的影響。
　　基于上述分析思路與方法，優(yōu)化鉆井參數(shù)，對套管、鉆桿、和泥漿進(jìn)行合理匹配，以減輕定向井井下套管磨損程度，并在鉆井作業(yè)完成后對井筒進(jìn)行安全性評價，為