磨铣打捞管柱摩阻分析
海上油田防砂管柱打捞关键技术
文章编号：1000 − 7393(2022)06 − 0758 − 05 DOI: 10.13639/j.odpt.2022.06.015海上油田防砂管柱打捞关键技术高永华1 胡晋阳2 丁鹏飞2 许清海21. 中海石油(中国)有限公司天津分公司；2. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司引用格式：高永华，胡晋阳，丁鹏飞，许清海. 海上油田防砂管柱打捞关键技术［J ］. 石油钻采工艺，2022，44（6）：758-762.摘要：现有的防砂管柱打捞技术对割点位置、井斜和钻具组合对切割作业的影响考虑较少。
从打捞防砂管柱的关键环节切割和套铣入手，确定了水力机械切割点位置，对切割时刀片受力进行了计算，并对切割影响因素进行了分析，阐明了套铣防砂管柱的关键技术。
研究表明：井斜小于12°，应适当增加钻铤数量来提高钻具旋转稳定性；井斜在12°~55°之间，应减小切割压力、增加钻铤数量、延长切割时间来保障切割作业；井斜大于55°，选择减小切割压力、减少钻铤数量、增加扶正器或者减扭器来提高切割成功率。
应用该技术在渤海油田辽东、渤南、渤西区块共进行60余井次防砂管柱打捞作业，大幅度提高了防砂管柱打捞效率和大修作业时效。
关键词：防砂管柱；打捞；切割；井斜；钻具组合；套铣中图分类号：TE358 文献标识码： AKey technology for sand control tubing fishing in offshore oilfieldsGAO Yonghua 1, HU Jinyang 2, DING Pengfei 2, XU Qinghai 21. CNOOC Limited Tianjin Branch , Tianjin 300452, China ;2. CNOOC Energy Technology & Services Limited , Drilling & Production Co., Ltd., Tianjin 300452, ChinaCitation: GAO Yonghua, HU Jinyang, DING Pengfei, XU Qinghai. Key technology for sand control tubing fishing in offshore oilfields ［J ］. Oil Drilling & Production Technology, 2022, 44(6): 758-762.Abstract: The current sand control tubing fishing technology has less consideration for the effects of the cutting position, well inclination and bottomhole assembly on the cutting operation. This research focused on two key points of fishing sand control tubing −cutting and milling and identified the cutting positions of the hydraulic mechanical cutting tool. The force on cutters during cutting was calculated, the factors affecting cutting were investigated, and the key technology for milling of sand control tubing was clarified. The research showed that with well inclination less than 12°, extra drill collars are required to improve the BHA rotation stability; with well inclination of 12°−55°, the reduction of cutting pressure, increase of drill collars, and prolonged cutting time should be adopted; with well inclination above 55°, it is required to reduce the cutting pressure, decrease drill collars, and place extra centralizers or torque reducers to improve the cutting power. Over 60 sand control tubing fishing operations using the presented technology were performed in the Liaodong, Bonan, and Boxi blocks of the Bohai Bay oilfield, which greatly enhances the fishing efficiency of sand control tubing and well intervention time-efficiency.Key words: sand control tubing; fishing; cutting; well inclination; bottomhole assembly; milling基金项目: 中海石油(中国)有限公司科技项目“渤海油田3 000万吨持续稳产关键技术研究”(编号：CNOOC-KJ 135 ZDXM 36 TJ01-GD)子课题“渤海油田注水井大通径分层防砂技术研究与应用”部分研究成果。
水平井管柱摩阻影响因素与对策分析
RESOURCES WESTERN RESOURCES2019年第六期资源综合随着致密砂岩油气、页岩油、页岩气、煤层气等非常规油气探勘开发的发展，水平井施工数量持续增长、水平段长度不断增加，与此同时，管柱的摩阻扭矩也成为制约水平井技术发展的关键问题之一。
管柱摩阻是指管柱与井壁之间的摩擦阻力，主要包括钻柱的轴向摩擦阻力及周向摩擦扭矩。
1.摩阻对水平井施工的影响随着水平井造斜段井斜的增大，井内钻具开始贴紧井壁，使得井眼内钻具的摩阻和扭矩非常之大，严重影响井下安全、钻井时效与钻井成本。
在常规螺杆施工的水平井中，摩阻对水平井钻进施工的影响主要有：（1）钻井摩阻大，容易出现黏滑、卡钻等现象，大幅增加循环及划眼倒划眼时效；（2）定向钻进工况下，钻压传递效率低，降低钻速，严重影响钻井速度和井轨迹控制；（3）复合钻进时摩阻扭矩过大，容易加剧钻具疲劳损伤；（4）影响钻具使用寿命并增加井下复杂情况的几率；（5）严重的托压现象甚至可以制约水平段的延伸等。
此外，摩阻过大也将导致完井作业时套管难以顺利下入，下套管主要依靠套管自重推着管柱下入设计井深，在大斜度井段和水平井段，摩擦阻力增加了下套管的难度，严重时将影响套管顺利下入到设计井深。
2.水平井摩阻影响因素分析钻柱摩阻主要包括轴向摩擦阻力及周向摩擦扭矩，轴向摩擦力的大小取决于摩擦系数和钻具与井眼间的压力，而钻具摩阻扭矩主要取决于摩阻系数、钻具与井眼的压力和钻具的外径。
影响管柱摩阻因素主要包括井眼轨迹、钻井液性能及井眼清洁程度等。
井眼轨迹是控制水平井摩阻扭矩的关键，光滑且狗腿度较小的井眼内钻具的摩阻较小。
实际水平井施工中，有时需增、降井斜造成井斜起伏较大、狗腿度过大，有时还存在扭方位的情况，使得钻井过程中摩阻过大，并且影响后期套管的下入。
增大靶前位移、降低狗腿度可以减小钻具与井壁间压力，但由于斜井段长度随之增大，通过增大靶前位移来降低摩阻效果不显著，而在相同靶前位移情况下，随着造斜率的增大，管柱摩阻和扭矩逐渐增大[1]。
管柱力学
第一章管柱结构及力学分析1.1水平井修井管柱结构1.1.1修井作业的常见类型修井作业的类型很多，包括井筒清理类的、打捞落物类的、套管修补类的。
1）井筒清理类（1）冲砂作业。
（2）酸化解堵作业。
（3）刮削套管作业。
2）打捞类（1）简单打捞作业。
（2）解卡打捞作业。
（3）倒扣打捞作业。
（4）磨铣打捞作业。
（5）切割打捞作业。
3）套管修补类（1）套管补接。
（2）套管补贴。
（3）套管整形。
（4）套管侧钻。
在各种修井作业中，打捞作业约占2/3以上。
井下落物种类繁多、形态各异，归纳起来主要有管类落物、杆类落物、绳类落物、井下仪器工具类落物和小零部件类落物。
1.1.2修井作业的管柱结构1）冲砂：前端接扶正器和冲砂喷头。
图1 冲砂管柱结构2）打捞：直接打捞，下常规打捞工具。
图2 打捞管柱结构3）解卡：水平段需下增力器和锚定器。
图3 解卡管柱结构4）倒扣：水平段需下螺杆钻具和锚定器。
图4 倒扣管柱结构5）磨铣：水平段需下螺杆钻具、锚定器和铣锥。
图5 磨铣管柱结构6）酸化：分段酸化需下封隔器。
图6 分段酸化管柱结构1.1.3刚性工具入井的几何条件在水平井打捞施工中，经常使用到大直径、长度较大的工具，工具能否顺利通过造斜率较大的井段是关系到施工的成败关键，对刚性工具，如果工具过长或工具支径过大，工具通过最大曲率处将发生干涉。
对于简单的圆柱形工具，从图7可以得出工具通过最大曲率井段的极限几何关系为：22)d 2/D R (2)/D (R 2L +--+=式中：L —工具长度；R —曲率半径；D —套管直径；d —工具直径。
图7 简单工具入井极限几何关系 图8 刚性工具串入井极限几何关系对于复杂外形的工具或刚性工具串，从图8可以得出工具通过最大曲率井段的极限几何关系为：222212)2d 2d 2D R ()2D R ()2d 2d 2D R ()2D (R L ++--++++--+= 式中：L —工具长度；R —曲率半径；D —套管直径；d —工具中部直径；d 1—工具上端直径；d 2—工具下端直径。
“Y”型分采管柱卡阻原因及对策研究
491 概述“Y”型分采管柱是我国在海洋石油资源开发的重要手段，作为油气井的“血液”和“脉络”，生产管柱是井下油气输送到地面，以达到油气田开采目的的通道。
当井下工具或者电泵机组存有问题而不能实现开采，需要进行修井作业的时候，往往因地质、管柱结构等诸多因素，导致管柱遇卡、遇阻等井下复杂情况。
本文结合渤海油田的特点，就现场作业过程中的遇阻、遇卡等井下事故，从地质、井下工具、管柱结构等进行分析，并提出预防措施，为今后修井作业提供了可靠借鉴。
2 生产管柱卡阻原因分析修井作业过程中，采取了一定的预防措施，生产管柱也可能会发生卡阻。
发生管柱卡阻的直接后果就是增加修井作业的成本、降低时效，甚至导致作业井的失败。
因此对“Y”型分采管柱卡阻原因的正确分析便成为了处理此类复杂情况关键所在，只有正确找出管柱卡阻的具体原因，才能对症下药解决问题。
结合作业经验现主要对以下四方面原因进行分析。
2.1 地层构造原因油气田在前期开采过程中因出砂、结蜡、结垢等导致管柱遇卡阻，都可以归为地层原因导致的管柱遇卡井下事故。
生产过程伴随着地层液不断的流动，地层中的砂子随流动原油进入筛管内，当遇到接箍、或者井斜较大的拐点处，便会形成沉积，导致分采段和定位密封处的生产管柱被砂埋或者油管壁附有地层砂颗粒，从而直接导致生产管柱因出砂不能正常起出井口，称之为砂卡。
此类管柱遇卡通常集中在分采段，对深井作业有着极大的考验。
同样随着地层高含蜡原油不断举升到地面，伴随温度的降低析出的蜡便会附着在油管壁，不断聚集的蜡增加了管壁的摩阻，后期动管柱修井作业时，这些蜡便成了管柱起出井口的最大阻碍，从而造成管柱卡阻，称之为沾粘卡。
此类井下事故多发生在高含蜡油气田。
2.2 异物落井原因在“Y”型分采管柱作业过程中因异物落井导致的管柱遇卡而无法将井下管柱起出井口的现象，我们习惯称之为机械卡钻或者人为卡钻，其因异物位置和状态的不确定性，此类井下事故也是众多复杂情况当中最难解决的井下作业事故。
一种压裂液管柱摩阻求取方法
2. 摩阻计算方法
目前大部分油气储层改造区域现场使用最广泛的是水基压裂液， 多数具有假塑性非牛顿流体的性质， 一般将其视为幂律流体[7] [8]。Lord 等人在不同条件下进行了大量实验，通过对实验结果分析，提出了 降阻比(σ)的概念[9] [10] [11]：
∆P胶 ∆P清水
σ=
清水摩阻由以下公式求得[10]：
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1. 引言
近年来，随着油气勘探开发技术的进步，油气勘探开发不断向深井和超深井领域发展，而深井和超 深井改造过程中最令工程设计者困惑的是压裂液管柱摩阻。压裂液管柱摩阻是压裂施工过程中的一项重 要参数[1] [2] [3] [4]。压裂液摩阻对施工水马力、压裂过程井底和井口压力、施工管材承压能力等的影响 是设计者不得不考虑的因素[5]。通常压裂液管柱摩阻计算采用理论公式计算，但该方法对压裂液性质尤 其是胶体黏度把握不够准确，导致摩阻计算数据与实测数值差距较大，影响后续数据分析[6]。而实测每 种压裂液管柱摩阻耗时长，成本高。 为了获得相对准确的压裂液管柱摩阻和合理进行压裂工程设计与分析，本文通过室内利用小管径压 裂液做压裂液管柱摩阻实验，将获得的摩阻数据按现场作业规模放大，与现场实测数据进行对比，以获 得准确的放大系数，以满足现场压裂施工和数据分析要求。
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Received: Jul. 4 , 2018; accepted: Jul. 19 , 2018; published: Jul. 26 , 2018
Abstract
Because of the fracturing fluid friction, besides of the formation factors, the fracturing design and analysis of operation pressure and discharge rate have to consider the max pressure for the wellbore tubing and operation tubing, which causes lots of obstacles for the scientific and reasonable reservoir stimulation. At the same time, to ensure a success fracturing and reduce the wellbore failure in the stimulation operation, the fracturing liquid friction must be considered when calculate the operation pressure and increase the discharge rate. However, in the real situation, because of the limited cost and operation time, friction for each fluid cannot be tested on site. At the same time, calculated friction by the empirical formula for the specific fluid will cause some error. Therefore, each fluid friction should be tested in lab, and then transform the lab results into location friction. The small ID tubing test friction results can guide the location operation well by ratio magnification, which also provide reference for the location operators to judge the real pressure in real time. It also provides a good way to reduce the calculation errors for the empirical formula, improve the fracturing design quality and useful analysis after fracturing.
水平井钻柱摩阻、摩扭分析
水平井钻柱摩阻、摩扭分析张宗仁一、文献调研与综述在水平井中，由于重力的作用，钻具总是靠着井壁（或套管）的，其接触面积就比直井大很多所产生的摩擦力和扭矩将会大大的增加。
对管柱的摩擦阻力和轴向拉力研究计算，保证钻井管柱（钻柱或则套管，油管）的顺利上提和下放。
如今，国内外已经有很多关于磨阻计算的力学模型，主要分为两大类：一类为柔杆模型，另一类为柔杆加刚性模型。
1．1约翰西克柔杆模型：约翰西克(Johansick)在1983年首次对全井钻柱受力进行了研究，为了研究的方便，在研究过程中.他作了以下几点假设: (1)钻柱与井眼中心线一致； (2)钻柱与井壁连续接触:(3)假设钻柱为一条只有重量而无刚性的柔索； (4)忽略钻柱中剪力的存在:(5)除考虑钻井液的浮力外忽略其他与钻井液有关的因素。
在此假设条件下，建立了微单元力学模型，根据单元的力学平衡，推导出如下的拉力、扭矩计算公式:1222cos [(sin )(sin )]t T W NM NrN T T W αμμθααα∆=±∆==∆+∆+式中：T:钻柱单元下端的轴向拉力，N ； Mt:钻柱扭矩，N.m ；N:钻柱与井壁的接触正压力，N ； W:钻柱在钻井液中的重量，N ； u:钻柱与井壁的摩擦系数； r:钻柱单元半径；a,△a,△θ:平均井斜角，井斜角增量，方位角增量;起钻时取“+”，下钻时取“-”。
1．2二维模型:Maida 等人对拉力、扭矩进行了平面和空间的分析，建立了应用于现场的二维和三维的数学模型。
他建立的二维模型和三维模型如下:111211111**[(1)(sin sin )2(cos cos )]1exp[()](exp[()](Ai Ai B i i B i i BB i i B i i i i i qRF A F C a A a C a A a A a a A a a l l a a μμμμμ-------=+--+-+=-=---i 起钻)下钻)R=式中B μ为摩擦系数，li 计算点井深，FAi 为计算点轴向载荷，C1、C2为符号变量，其取值由表1-1给出：1111()()()()[()][()*()()*()()*()arccos[cos()*sin *sin cos *cos ]24()()(1)1Au B s N N b u b p i i i i i i i i s F q l C l q l dlq l q l q l q l q l q b l q l q p l l l R a a a a C l l μμθθγππ----=±=+===-=-+=-+式中u(l) , b(1) , p(1)分别为计算单元井段切线、副法线和主法线方向向量。
测试管柱力学分析
加载时轴向力分析
B区：在A、B两区的交界附近，管柱上下 端轴向力都有明显的下降现象，这是从平 面弯曲向空间弯曲转变的重要标志。在变 形形状改变时（由平面屈曲到螺旋屈曲）， 管柱发生瞬时跳跃，积累的变形能重新分 布，致使轴向力下降。
加载时轴向力分析
变为空间屈曲后，管柱在弹 性力作用下，仍然具有承载能力，所以整 段管柱并没有直接贴向井壁，而是处于悬 垂状态，偶尔有个别点接触井壁，接触力 也比较小，因此在B区管柱上下两端的轴 向力仍然基本平行，其高度差为管柱自重。 图中显示这一段轴向力上升幅度很小，位 移变化量比较大。
测试管柱分析
为了保证测试的安全性，在测试前，必须 对测试管柱进行强度校核和变形分析，得 出整个系统的综合安全系数，从而可以更 好的指导我们进行测试作业，确保整个测 试过程的安全性。
测试管柱力学分析
引言 垂直井眼中管柱的稳定性和螺旋弯曲分析 测试管柱静力学分析 测试管柱动力学分析
引言
油井管柱是油井试油作业的主要承载和动力 传递构件。在作业或生产过程中，管柱要承受内 压、外压、井底钻压、自重、粘滞摩阻、库仑摩 擦力、井壁支反力、活塞力等多种外载的联合作 用。在这些外力的联合作用下，管柱有可能发生 正弦或螺旋失稳弯曲；并进而使管柱与井壁之间 的法向正压力以及库仑摩擦力急剧增加，严重时 可能发生自锁。特别是在水平井、定向井中，摩
螺旋屈曲阶段
由于管柱较长，D点之后管柱出现螺 旋状变形。此后相当长一段时间，空间螺 旋处于发展阶段，轴向力与变形基本呈正 比（相当于一弹簧），直到E点。在E点附 近，摩擦力的影响又开始显现，从而影响 了变形的进一步发展，造成载荷浮动。
螺旋屈曲阶段
从E点到O点，尽管轴向力上下 浮动较大，但是平均值却变化不大。在这段，轴 向力反复出现峰值和谷值，反映了变形对轴向力 的影响。DE、GH、JK、N0段是能量积累阶段， 轴向力与变形近似呈正比。EFG、HIJ、KLMN 段是释放能量阶段，能量释放（摩擦释热），管 柱缩短（热胀冷缩），使变形向纵深发展阶段， 由于受到摩阻影响，中途出现台阶。可以想象， 如果没有摩擦力影响，E0段将是比较平滑的。
压裂施工管柱摩阻计算
压裂施工管柱摩阻计算苏权生【摘要】压裂施工管柱摩阻计算对压裂施工过程中压力波动判断和压后净压力拟合具有重要意义.目前对压裂液在层流状态下的摩阻计算比较成熟,计算结果可信度高,但对压裂液在紊流状态下性质还未找出一定的规律,摩阻计算结果误差较大.本文以降阻比法为基础进行压裂管柱摩阻计算,通过理论计算与现场实测数据进行对比分析,提高计算精度.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2015(000)019【总页数】2页(P78-79)【关键词】管柱摩阻;紊流;降阻比;计算精度【作者】苏权生【作者单位】胜利油田分公司石油工程技术研究院,山东东营252400【正文语种】中文【中图分类】TE357.1+1压裂管柱摩阻计算是压裂施工过程中压力变化判断的基础，是进行井底压力和裂缝净压力计算的关键。
在实际压裂设计中经常采用经验估计法对管柱摩阻进行粗略计算，往往不能准确地预测实际管柱摩阻。
本文以降阻比法为基础，分别对HPG压裂液的前置液、携砂液沿程管柱摩阻进行理论计算，并结合胜利油田现场施工井的实际数据进行对比分析，对影响管柱摩阻计算的影响因素进行修正，提高理论计算和现场施工数据的一致性，形成适合胜利油田压裂施工管柱摩阻计算的相关计算程序。
1 降阻比管柱摩阻计算Lord和MC Gowen等人在前人研究的基础上提出了HPG压裂液前置液，携砂液摩阻计算的新方法，称为降阻比法，其基本原理是在相同条件（如排量、管径、管长相同）下，压裂液摩阻与清水摩阻之比称为降阻比，用公式表示为：式中：（ΔPf）p：压裂液摩阻，MPa；（ΔPf）w：清水摩阻，MPa；δ：降阻比系数，无单位。
1.1 清水摩阻计算从公式（1）可以看出，降阻比法要首先计算清水摩阻，且其值的准确性对压裂液摩阻计算有较大的影响，水力学中伯拉休斯清水摩阻计算式：式中：ΔP1：清水摩阻，MPa；D：管柱内径，m；Q：施工排量 m3/s；L：管柱长度，m。
用车古201井数据进行清水摩阻验证，车古201井酸化施工管柱为73mm光油管，下深4505m，施工前用20m3清水正洗井降温，排量1.5m3/min，测得沿程管路摩阻为31MPa，用公式（2）计算管柱摩阻值为30MPa，计算值与实际值误差3.2%。
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１ 摩 阻 分析 模 型 建 和 求 解
１１ 水 平 井段 ．
上式 中，摩擦 系数 ／ 一个非常重要的参数 ，它的变化将会 引起 ． ｔ 是 套管轴向力的变化 ，也会 影响管柱是否 能顺利下入 ，因此正确合理的
确定摩擦系数是摩阻分析 中的一个重要 内容 ，考虑到管柱主要是在套 管内工作 ，摩擦为钢与钢之间的摩擦 ，所以摩擦系数取Ｏ ５ ． ，起钻柱 ２ 取 “ ” ，下钻柱取 “ ”。 ＋ 一 ’ ２ 井眼轨迹数据的处理
Ａ Ｔ＝牡 ＣＳ ＝ （ｏ 口４ｆｓ 口 Ｏ 口± ｃｓ － ｉ ） ｎ
在钻进过程 中，下部钻柱发生弯 曲变形要受 到井 壁的限制 。根据 样 条的定义 ，钻柱本身类似一根弹性样条 。由于 下部 钻柱组合的扶 正 特 性 ，井眼轨迹应当是一条连续变化的 “ 光滑 ”曲线 ，因而井 斜角和 方 位 角 的变化 也 是连 续 的 ， 即不会在 通 常 的测 距 范 围 内出现 “ 拐 点 ”。将井 眼轨迹数据平滑处理进 行三次样条插值计算 ，来模拟定 向 丌 － － ４ １ 丌 眼轨 迹 ，从而解 决 目前大位移井不能连续测量井眼轨迹的计算问 － １ ４ －
时计算井段管柱 摩阻力 为零 ，轴力增量为管柱浮重 ，即 △ ＝ 。 ｒ 弘
１３ 弯 曲 井段 ．
其对应的井斜角与方位角 ：
井斜角 ， 口 … ， ２
在大位移井 中 ，若忽略动态因素 ，则 管柱受到 轴向拉力 、径向挤 压力、浮力及 摩擦阻力等外部作用力 的影响 。建立如下假 设：（ 井 眼 ） 尺寸不随时间而变化 。②不考虑转动和振动 的影响 。③管柱与井 壁连 续 接触 ， 并且 弯矩 、剪力 、接触力连续分布 。④管柱在下入过程 中与 井 眼内壁 为滑动摩擦 。⑤将整个管柱 简化 为连续梁 。 取管柱一微元段进行受 力分析
一
完成 大斜度井修井 的关键 和难点所 在 。准确计算 套管柱 的轴 向载荷 以便进 行套管柱 强度 设计与校核 。事实上 ，在整个 钻进 、完井 及修 井过程 中，管柱的摩阻研究都很重要 它对井眼设计 ，包括钻井设备 选择 、轨道形式与参数、钻柱设计、管柱下入 ，施工过程中轨道控制 和井下作业 等阶段都具有指导意义 。
２１ 井 眼 轨 迹 数 据 处 理 分 析 ．
进行摩 阻分析 计算 ，需要真实反映井身轨迹 的数据 ，即把大位移 井井 眼轨 迹数据转 化为整 个井 深的连续 分段 曲线 。 目前 已有 许多方
法 ，诸如正切 法 ， 平衡 正切法 ，平均井 斜角法 ，曲率半径法等 ，其 中 以曲率半径法为最精确 。但是 ，这些方 法对井 斜和方位要求很严的定 向井或丛式井 ，往往满足不了实际计算的要求 。
方位角 ， … ， 将 井斜角和方位角均看成随井深变化 的函数
有三次样条函数的定义，可构造出函数 Ｍ（） Ｎｘ 满足 ｘ和 （ ），
①在区间 ６的每个子区间 ， ］ ， 上，七 １ Ｎ ，Ｍｘ和 】 （ ， ） （ … ２－ ）
． 均为三 （… ， ・） ２ （ ＝ 七 １ Ｎ ２
，
最终可 以得到 轴向力 ：
： ＋Ｇ Ｃ Ｓ Ｏ
在水平井 及大斜度井 中 ，由于管柱 自重及井 眼弯曲等多种因素的 作用 ，导致了较 大的摩阻力 。管柱 的摩阻 计算 虽是整个磨铣打 捞管柱 力学分析的一小部分 ，但提 高其摩阻计算精度仍是 完成井下作 业修 井
工作的一个 重点 ， 主要是 因为 ：①精确计算 出摩阻 ， 以预侧套 管 这 可 柱下入 的难度 ，以便选择合理套管柱组合和正确 的下入方法 ，或考虑 是否需采用特殊工具 ；②能够准确计算套管柱的轴向载荷 ，以便进行
—
管柱受到的力分别为： 考虑泥浆浮
壁接触力Ｆ ，轴向力 ，当管柱 下入 到落鱼处 ， 轴向拉力为零 。 其
由梁 中性层 的曲率与弯矩关系 ：
ｏ Ｅ ｌ
●： 、 、 、 、 乱
、 ‘、 ：’
…
ｌ＼
’
力后的重力Ｇ ，摩擦阻力 ，与井 ‘ ＼ 、、
题 。 ２２ 井眼三次样条插值 函数 ．
式 中，起升管柱时 ，取 “ ”号 ；下放管柱时取 “ ”号 ＋ 一
则轴 向载荷 ：
＝ 一 ＡＴ
１ 垂 直 并段 部 分 ． ２
已知某井段 ， 有一组测试点 ６ 】
井深 ａ＝ ０＜ ＜ … ＜ ＝ｂ ２
可认为垂直井段磨铣打 捞管柱无 接触 摩阻 ，而只受浮重作用 ，这
由于实际水平井水平 段井眼并 不是绝 对水平的 ，可以按 斜直井眼
为 角 位度柱重 ７— ＿ 责斜，单长淼浮， －７Ｚ 井 ｑ 管 ．７ ／ 雾 为 ７７孑 — ＾
该段管柱摩
＝刀 ｆ ｓ ＝ ｑ ｉ Ｌ ｎ
■
水平 段管 力 析 井 柱 分
仉 仁 ｘ
’
而轴力增量为 ：
学 术 研 讨
转
２ 年舅 舰 ９ 点
磨 铣 打捞 管 柱摩 阻分 析
张 志 刚
（ 利 油 田胜 机 设 备 安 装 工 程 有 限 责 任 公 司 ） 胜
摘 要 摩阻分析对水平 井施 工具有 重要的影响 ，尤其 对于大位 移井 而言，因其具有长水平段 、大井斜 角等特 点，摩 阻的预测和 控制是 成功地 完成 大斜度 井修井的关键 和难点所在 。本 文在 归纳总结前人 工作基础上 ，建立 了磨铣 打捞管柱摩 阻的力学模 型和数学模 型，对钻柱设计 、管柱下入 ，施工过程 中轨道控制和井下作业等阶段 都具有重要的指导意 义。 关键词 大位移井 摩擦 阻力 力学模型 摩阻 分析对 水平井施 工具有 重要的 影响 ，尤其对 于大位 移井而 言 ，因其具有长水平段、大并斜角等特 点 ，摩阻的预测和控制是成功 已假设管柱与井壁为滑动摩擦 ： Ｆ｜ ＝汪 摩擦因素