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连续油管下入延伸中的振动和旋转研究


维普资讯 http://www.cqvip.com 能源科 学进展  连续油管下入延伸 中的振 动和旋转研 究  编译 :李 丽 红 ( 西南 石 油大 学外 语系 ) 审校 :刘 廷 元    摘要 :近几年来,连续油管越来越多地被应用于浅井钻井和老井侧钻中。通常情况下,由于连续油管和  井壁之 间存在摩擦 力,所 以钻压 受到 了一 定的限制,这妨碍 了一些钻井操作和方 法的实现 。连续油管 的  振动和旋转是减少连 续油管产生摩擦 力的两种方法 。本篇论文针 对这两种办法 的有效性和实用性进行 了  研究 。   l 引言  美 国能源部 (O )资助 了研究连续油管小井眼钻井的项 目。其 中有一部分资金直接应用 于研  DE 究如 何减 少连 续油 管井 下摩 擦 力 的方 法 ,使连 续 油管 能应用 于延伸 钻井 中 。用 于小井 眼钻 井 的 小直  径连 续油 管在 受到 轴 向挤压 时 ,很 容 易发 生螺 旋 屈 曲,一旦 发 生 了螺旋 屈 曲,便 会产 生 附加 的井 壁  接触 应力 ,附加 的井 壁 接触 应 力会 增 大连 续 油管 和井 壁之 间 的摩 擦 力 ,而 所产 生 的摩擦 力 会 随着  连续 油管 中 的轴 向应力 呈指 数 形式 地增 长 ,直 到钻 压无 法传 递 到钻 头 ,这 种情 况称 之 为螺旋 锁 死 。   图 1 示 ,当连 续油 管发 生 螺旋 屈 曲时井壁 接触 应 力 的指数 曲线 。虚 线表 示连 续 油管 自重 ( 表 磅  / 尺 )所 产生 的井 壁 接触 应 力 。实线 表 示不 同轴 向应 力作 用 下 的螺 旋 屈 曲井壁 接 触应 力 。当轴 向  英 应力 达到 螺旋 屈 曲应力 时 , 附加井壁 接 触 应力 大大 超过 由连续 油管 自重 所产 生 的井壁 接 触应 力 。   以下方 法 已经被 用 于或 正在 考虑 用 于增 加连 续 油管钻 井 时 的钻 压 :   ? 改变几 何形 状— — 增加 连续 油 管 的直 径 ,或 者减 少井 眼 直径 ,对 增 加钻 压非 常有 效 。增 加    连 续油 管 的壁厚 能 有效 增加 钻 压 ,特 别 是在 垂 直井 中;   ? 润 滑剂— — 已经 有 多种 润滑 剂被 用 来减 少连 续 油管和 井 眼之 间的摩擦 因子 。这 些润 滑 剂 的    应用 已经在 套管 井 的修 井作 业 中取得 了成功 ,但 在钻 井 中 ,钻井 液 必须 驱动井 下 马达 ,并  保 持一 定 的压 力 控制 ( 非 是欠 平衡 钻 井 ) 除 ,还 要将 岩 屑 带 出井 眼 ,要 设计 一 种 既包 含 这  些 功能 ,又 能产 生显 著润 滑 效果 的钻 井 液 是非 常 困难 的 。   ? 牵 引器— — 井下 牵 引器 能用 于连 续 油管 钻井 。牵 引器 能 提供 所需 的钻 压 ,所 以连 续油 管 能    保持 张 力 。然而 井下 牵 引器 的使用 会 增 加额外 的后勤 工 作、 风 险和成 本 。虽然 小井 眼 钻井  是 美 国能源部 的研 究 目标 之 一 ,但 目前 的井 下牵 引器却 难 以在足 够 小 的井眼 内使 用 。   ? 滚 轴— — 已经 有 多种 滚轴 能 安装 于连 续 油管 和井 下钻 具 上 。但 安 装和 拆卸 滚 轴所 花 费 的时    间和 后 勤工 作使 其难 以应 用 。   ? 将连 续 油管 矫直— — 由于连 续油

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