階梯水平井鉆柱和套管串設(shè)計(jì).pdf

1、階梯水平井是在常規(guī)水平井基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種特殊水平井，其水平段可在垂直剖面上多次升降，穿越不同深度的油層，也可在同一深度的水平面內(nèi)多次穿越不同方向的油層。由于階梯水平段井眼曲率的不規(guī)則分布，將會(huì)使鉆柱或套管串的摩阻力增加，給鉆井和完井施工帶來困難，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致鉆頭無法加壓、鉆柱早期破壞和套管串下不到井底等復(fù)雜事故。為了科學(xué)合理地解決鉆柱(套管串)摩阻和通過能力評(píng)價(jià)、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速這些影響工程設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)問題，需要從整體鉆柱力學(xué)分析入

2、手，針對(duì)階梯水平井井眼軌跡特點(diǎn)，應(yīng)用間隙元法對(duì)鉆柱進(jìn)行受力分析，計(jì)算鉆柱的內(nèi)力、應(yīng)力以及鉆具與井壁的接觸摩擦阻力，從而完成鉆柱通過能力評(píng)價(jià)和轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速計(jì)算；根據(jù)套管串工作狀態(tài)，選取整體套管串為研究對(duì)象，在考慮套管串結(jié)構(gòu)、上下邊界和外載荷的基礎(chǔ)上，著重考慮了套管串與井壁的接觸摩擦非線性和扶正器的彈性變形，建立了整體套管中非線性力學(xué)模型；根據(jù)任一井深處套管的內(nèi)力、應(yīng)力、內(nèi)外壓力，對(duì)套管串進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；根據(jù)套管串累計(jì)摩阻力和軸向力，可以對(duì)套