“单弯双稳”导向钻具组合受力分析及在胜利油田的应用
2021-08-24张晓明耿应春赵洪山唐志军
石油地质与工程 2021年4期
张晓明,耿应春,赵洪山,唐志军
(中国石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院,山东东营 257017)
优质快速、降本增效是油气井钻井一直所追求的目标,在低油价环境下就更为重要。为减少定向井施工趟次,实现二开一趟钻钻井技术。除考虑高效钻头、钻井液性能外,还要考虑钻具组合的优选。底部钻具组合的导向能力与其在井眼内的受力变形特征密切相关[1]。定向井稳斜段钻进普遍采用“单弯单稳”或“单弯双稳”连续导向钻具组合,而实钻证明“单弯单稳”钻具组合在复合钻进时增斜较快,需要不断滑动钻进调整轨迹,从而降低钻井时效。通过优化对比导向钻具组合,采用“单弯双稳”导向钻具组合使之能达到较好的稳斜效果,可实现安全、优质、快速的钻井目标。
钻柱受力分析从静态发展到动态,依据所建立的力学模型,逐步形成了4种不同的代表性分析方法,即以A.Lubinski为代表的微分方程法,以K.K.Millheim为代表的有限元法,以B.H.Walker为代表的能量法和以白家祉为代表的纵横弯曲法[2]。经实践证明纵横弯曲法具有突出优点,本文以纵横弯曲法对“单弯双稳”导向钻具组合进行受力分析。
1 力学模型
为了有效平衡地层造斜力,常采用带上稳定器的“单弯双稳”导向钻具组合,制约钻头受到的侧向力,以控制井斜,使之实现稳斜效果。
如图1所示,其中γ是单弯弯角,m1是钻头底面至下稳定器中点的距离,m2是从下稳定器中点至弯点的距离,m3是从弯点至上稳定器中点的距离。……
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