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螺杆钻具控制井斜的理论分析与应用研究

潘仁杰  
【摘要】: 在实现井斜控制目标的同时,如何提高钻进速度是钻井工作者长期以来十分关心的问题。本文提出了利用单弯螺杆钻具来控制井斜的钻具组合结构,单弯螺杆钻具组合可以在低钻压下获得较高的转速,不但有利于控制井斜也有利于提高机械钻速。由于结构弯角的存在,使其能够有更强的防斜、纠斜能力,与传统的钟摆螺杆钻具组合相比控制井斜更加有效。 本文对转盘与螺杆钻具联合钻进时的防斜打快机理进行了分析,从理论上证明了利用螺杆钻具配合PDC钻头进行防斜打快的技术思路。采用有限单元分析方法,建立了螺杆钻具控制井斜的力学模型,为定量分析螺杆钻具控制井斜的特性提供了技术支持。 对单弯螺杆防斜钻具组合分析表明:稳定器安放位置距钻头越远钻头侧向力越大;钻压对钻头侧向力影响不明显;弯角和肘点位置对钻头侧向力有明显的影响,这对专用防斜螺杆钻具的设计改进提供了理论依据;单弯螺杆钻具组合在井斜角较大时显示出了强的纠斜能力。为了指导单弯螺杆钻具的安全使用,本文还对单弯防斜螺杆钻具的应力状态进行了分析,分析表明在目前的钻具结构和施工参数条件下,螺杆钻具的使用是安全的。 本文提出的螺杆钻具防斜打快技术在新疆油田易斜地区:高陡构造百54井区13051井、断层带八区T80268井,T80276井,山前构造卡因迪克地区K1000井,K1001井、东湾背斜东湾1井进行了成功应用。实践表明,这种防斜打快的新方法值得推广应用。


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