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《水平井管柱摩阻力计算及下入深度确定方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、新疆石油科技1999年第1期(第9卷)水平井管柱摩阻力计算及下人深度确定方法亥,l亚明,新疆石油管理局未油工艺研究院834000克拉玛依,。,摘要分析计算了管柱在下入水平代过程中所受到的摩阻力提出了二种求解摩阻力的近似算法在此墓拙上对管柱(钻柱、油管柱)下入深度问题进行了讨论分析,提,并通过实例计算加以说明。该计茸结出了管柱下入深度的确定方法和原则。果对现场施’工有一定的参考价值几主题词水平井管柱摩擦力计算管柱下入深度(求解方法)侧钻水平井井身结构示意图如图1所示。管柱1前言在水平井各段中的变形形状均有可能性是直
2、线状、,,我们知道管柱在下入过程中会受到摩阻力的蛇屈状和螺屈状管柱在井中的实际形状就是这三。作用而影响其下入深度。那么管柱在井中究竟受到种变形形状在一定条件下的不同组合由于管柱变,,,多大的摩阻力呢?从文献检索看目前还没有一种可形形状的多样性因此在求解摩阻力时就要设法求。靠的算法,但这又是现场施工作业中急待解决的间出它的一般表达式题。本文提出了一种在一个螺距内求平均摩阻力的近似算法,希望能为更好地解决下入深度问题起个抛砖引玉的作用。2摩阻力的综合计算要求解下入深度问题,首先要计算管柱在井中所受到的摩擦力。在满足最
3、大抗拉强度条件下,管柱在井中所受摩阻力的大小决定了管柱的下入深度。,当卜卜卜1在下入过程中管柱的下入力(或管柱自重)大于lJ,。或等于摩阻力时管柱能够正常下入而当管柱的下,、入力(或管柱自重)小于摩阻力时管柱会出现屈曲图1自锁等现.甚至会发生永久性变形。,象因此为了保,,,,,,证管柱的正常下入必须使其下入力(或管柱自重)首先给定摩擦系数拼如图1所示在1段可。1.:,2.:,大于或等于管柱在井中所受摩阻力的总和摩阻力取拼一015;在l段可取拼~025;在l段可取.:。的综合计算成为确定管柱最大下入深度的关键性因胖
4、=025素。而摩阻力的大小与管柱在井中的变形形状有关。下面分别计算管柱在各种变形状态下的摩擦阻应分别予以讨论分析。力。水平井管柱摩阻力计算及下入深度确定方法.。,JZ2(1)当管柱保持为直线状时单位长度上的接触坐标帐I坐标)有关如图所示反力为闭lsina;N~口(1).二长呀单位长度上的摩擦力为,;人二产N图2于是.管长l的管柱总摩擦力为因此采取在一个螺距内求平均接触反力的方法。;‘,*,.于是可以得出在一个螺距内的平均单位f一;N,(3)进行求解艺万,长接触反力应为(4)式的积分即、;Z一z‘自,式中几。艺诬二
5、,:护,、二_J1l2r一住一尸北山na‘“05气“二q“q;一了石”管柱单位长重量—。ar井斜角F资(7)—’,4EI(2)当管柱的变形形状为螺屈状时单位长度上的接触反力为将(6)(7).式代入式后可得,内,?二2,万:、呛r一t2’万‘,‘a“05、、任’一“”,一蔺万12之口:式中螺距p为单拉长度上的摩擦力为:;p一(5)::,德厂~产Nl:店界失稳力F为总摩擦力为F:、4·::‘f巫(f一。N“(8)裤再6)艺艺(3)当管柱的变形形状为蛇屈时.El;单位长度上式中抗弯刚度,-—环空间隙。的接触反力为川—由
6、于(4)式的接触反力计算式与接触点的轴向新疆石油科技1999年第l期(第9卷),,,2汀3‘3A2,2N一乙1rL)〔一(A一8)(7+—P3““·2:,:El〔‘十1,八一。)」+厂(丝)(八普3P(13)。:,n(1一)夕2)+sina·cos,二叮s(9)髻:式中一个正弦波的波距p为l后界失稳力3·;,一2。:,,:。2(10)E,(粤,+l)(:一导)乙F3~·漂2rl:1在界失稳力F为(4)F3一3.75单位长度上的摩擦力为丫燕乒(11)3,几一产N式中A为日的变化范围。由文献〔4j可知,当A在一1.9
7、1,1.91),CT(变化时管柱的变形形状保持总摩擦力为.;当A一士191时管柱处于临界状态;为稳定状态..。1,当A>91或A<一191时管柱处于失稳状态、·九一片从二‘(15)3艺万由于(9)式的N与接触点O坐标有关(参见图2),本文采取在一个螺距内求平均法向反力的方法,,,(4)综上整个管柱在侧钻水平井中所受摩擦进行求解也即日在ZA区间(一A+A)内的平均阻力的总和为法向反力为,‘.2’八一人+几+N一万,二()〔3A一‘A一夕”(7+艺万万艺fs,丝P3矗丁22:,2.2,一。)〕、。+F(丝)兴l「(,
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