卡点深度计算中消除摩阻力影响的方法.pdf

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1、第：{8卷第l期石；由钻探技术Vo1．380．12010年1月IETR()IEUMDRItlIN(jTECHNIQUESJ．．2010．．教授专家专栏卡点深度计算中消除摩阻力影响的方法韩志勇(中国石油大学(华东)石油工程学院，山东东营257061)摘要：国内外现有的卡点计算作业方法和计算公式都不可能消除摩阻力的影响，有的计算公式甚至会增大摩阻力的影响。所以现有方法对于垂直井钻柱来说虽然可行，但对于摩阻力很大的定向井钴柱来说，则是很不准确的。分析了传统卡点深度计算方法的原理，指出了现有国内外文献所述方法的具体问

2、题所在。通过分析思考，给出了基本可以消除摩阻力影响的卡点计算作业方法和计算公式。关键词：钻柱；钻柱力学；卡钻；解卡；钻柱伸长；摩阻；定向井中图分类号：TE28文献标识码：A文章编号：1OO卜0890(2010)01—000卜O3石油钻井中，卡钻后解卡的第一件事是计算卡并记录从到T的钻柱伸长量△L，然后计算轴点的深度。但是，目前现场求卡点深度的作业方法向力差值AT=T一T。虽对垂直井来讲基本可行，但对定向井(水平井、大如果是单一管柱，将△L和△T代人式(1)中即位移井以及更复杂的三维多目标井等)来说，由于存可计

3、算出卡点以上钻柱的长度，即卡点所在的深度：在巨大的摩阻力，计算误差很大。目前，定向井在石L，一—ALEA△』油钻井中占很大比例，研究如何消除摩阻力对卡点式中，L。为卡点深度，m；△T为上提拉力增量，kN；计算的影响，具有现实意义。为此，笔者提出一种基△L为在上提拉力增量下的伸长量，m；E为钻柱钢本可以消除摩阻力影响的方法，供同行们讨论。材弹性模量，E一2．1×10kPa；A为管柱截面积，II1。如果是复合管柱，可根据△丁分别计算各段的1传统卡点深度计算的原理伸长量。然后与△L进行对比，判断卡点在哪一段上，然后

4、再计算具体的卡点位置。详细计算方法可材料力学中的胡克定律表明，钻柱的伸长量，与参阅文献Es]。钻柱的轴向力及卡点以上钻柱的长度成正比。卡点应该说，在摩阻力很小的情况下，传统卡点计算深度计算方法就是据此原理设计的。文献[卜5]关方法基本上是准确的。但当管柱与井眼之间的摩阻于卡点深度的计算，其原理也都相同，但计算方法大较大时，则很不准确。只有设法消除摩阻力的影响，同小异。如图1所示，在现场通过提拉作业，将钻柱才能准确地求得卡点深度。从轴向力T(要求丁应稍大于卡钻前的悬重)缓慢连续地上提到Tz(要求，乱J、于钻柱的

5、抗拉强度)，2现有做法无法消除摩阻力的影响lIT2·多次提拉可能使摩阻力影响更大f确，黜j7『7『三_．￡蓝9-1田0-人1：。年毕业于北钻井的研究。系本-T,3技术顾问。图1传统的提拉作业联系方式：(05{6)8396262．hzygOg({t163．COI1]·2·石油钻探技术2010年1月2)从T上提拉力到，记下标记C点，接着又上提到丁2+T，再回落到丁2，此时标记点为d。同样由于摩阻力的影响，c和d两个标记点不可能重合。3)取a、b两标记的中点与C、d两标记的中点之间的距离作为计算所用的伸长增量△L。

6、转争擎擎厶这种做法的优点是在丁到丁2两个拉力点上，取上提和下放两个标记的中点作为计算标记点，这个标记点可看作既不是上提状态也不是下放状态。由于轴向力不同时，摩阻力也会不同，所以图3中的(a)第1次提拉口6也不等于c。这种做法实际上考虑了轴向拉力图2多次提拉的做法不同时摩阻力也会不同这个事实，所以比我国传统第1次提拉从起始拉力T(稍大于原悬重)增做法考虑得更细致一些。大到T2，得到伸长增量△L；然后下放钻柱，把钩对比图3和图1可知，图1中的△L(a、6间距载恢复到T，再进行第2次提拉，从T增大到离)相当于图3中

7、的a、c间距离，而n、f间距离很接，得到伸长增量△L；再把钩载恢复到T，然后近于图3中的△L。所以，图3所示的做法同样没有第3次提拉到丁4，得到伸长增量△L。。然后，求消除摩阻力的影响。多次提拉增量和伸长增量的平均值，即：△T一文献E7]还介绍了美国现场上的另一种做法，是(△T14-△丁2+△丁3)／3和△L一(△Ll+△L2+△L。)／3。在图3所示做法的T标记点(ab的中点)基础上，最后根据△丁和△L进行计算。实行连续上提多个拉力点，然后用平均值进行计算，这种做法的每一次上提过程中，都有摩阻力实际上也不可

8、能消除上提摩阻力的影响。的影响。而且在下一次提拉之前，需要下放钻柱，2．3文献[-9-[的计算方法更不准确恢复到起始钩载，这是因为有摩阻力的影响，C点和e点不可能与a点重合。这样，也影响了第二次文献Eg]研究了钻杆接头及加厚部分对卡点深度和第三次提拉的伸长增量的准确性。所以，多次计算的影响，采用上提和下放的平均变形量△L=提拉不仅不能消除摩阻力的影响，还有可能使摩(AL+△L。)／2进行卡点计算，这