定向井钻井钻柱受力分析
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【】 中国桥 梁建设 ． ０， １ ． Ｊ． ２ ９ （ １） ０
２１ ０ ００・６
中国电 子商务． ２ ３ ． ７
形 而 ５ 起 的 力 及 力 矩 的 作 用 位 置 及 方 向 的 变 化 ，导 出 了钻 柱 静 力 问 题 的 基 本 微 分 方 程 。 实 例 计 算 表 明 ， 所 建 立 的 钻 柱 强 度 及 摩 阻 扭 １
矩 计 算模 型 考 虑 影 响 因素 合 理 ， 有较 好 的 准 确 性 ，符 合 现 场 实 际 。 【 键词 】定 向井 钻 柱 力 学 分析 关
Fra Baidu bibliotek报 ． ０ ， ２ ． ２ （） ０９
［ ］ 万林， ２鲁 宋德 文． 析路 桥施 工 中上 部结 构 的加 固技术 与工 艺 要求 探
【 】 湖北桥 梁工程 ． ０ ， １ ） Ｊ． ２ （ ． ０６ ０
（） ４ 保护张锚体系。 当采用无粘结 刚绞线作为体外预应力索时， 通常
外裹油脂及其塑料护套能对预应力索起到一定的保护作用 ， 并且经久耐用 ， 而张锚体系的两端锚具和防松套—般要用玻璃丝布缠包油脂。 ３ 、 总 结
［】 ５ 张建群 ， 孙学增 ， 俊平． 赵 定向井 中摩擦 阻力模 式及 应用 的初步研 究．
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南 嘛 ５ （ ）
大庆 石油 学院学 报， ８ ； （） ２ － ８ １ ９ １ ４： ２ ． ９ ３ ３
【］ ６ 阎铁， 张建群 ， 等大庆 水平 井摩 阻力分 析． 大庆 石 油学 院学报， ９ ； １ ５ ９
［】 ｏ ａ ｃ ｉ ｋ Ｃ Ａ ｒ ｅ Ｄ Ｂ ａ ｓ ｎ ． ｏ ｑ ｅ ａ ｄ ｄ ａ ｉ ｅ — １ Ｊ ｈ ｎ ｓ ｃ ． ｉ ｎ ， ｗ ｏ Ｒ Ｔ ｒ ｕ ｎ ｒ ｇ ｎ ｄｉ ｃ ｓ ｒ
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１ ２： — ． ） １ ５ ９（
式中Ｒ。Ｒ分别为井眼和扶正器的半径， ， 为扶正器与井壁的摩擦系数。 （ 上 页） 《 ） 接 ３ 设置钢销栓 。 当体外索被实施预应力的张拉后 ， 销栓在索
力作 用 下对 混凝 土 孔壁 形 成拉 索 方 向的 挤压 力 ， 因此 ， 了 能满 足 其局 部 为
与分 析钻 杆 与井 壁时 的 接触一 样 ， 略摩 擦力 对接 触 面形 状 的影 响 ， 忽 经 过一 系列 复 杂地 推 导 ， 可得 接触 面 上 总 的正 压 力 为．
＝
［ 】 ｈ Ｐ ａ ｄ Ｍ Ｃ ｅｔａ１ Ｄ ｓｉｎｉ ｇｗｅ １ ａ ｈ ｔ ｒ ｄ ｃ ｒ ｇ ａ ｄ ２ Ｓ ｅ Ｐ ｒ ． ． ｅ ｇ ｎ １ ｐ ｔ ｏ ｅ ｕ ｅ ｄ ａ ｎ
承压要求 ， 设置销栓时其尺寸要符合混凝土洞 口的尺寸及 混凝土的强度。 另一 方 面 ， 销 栓 受 到 锚具 的锚 环 在索 力 作 用 下 的 挤压 力 ， 以锚 下 栓 体 钢 所 表面需要加工合理的平面， 起到保证锚具受力稳定 ， 并与体外索垂直的作 用 。 且销 栓 要 有 足 够 的 抗 弯 。 载 能 力 和 抗 剪 承 载 能力 ， 量 避 免 其 剪 而 承 尽 切变形及弯曲变形 ， 使得锚套在安装牢固后可以与预应力索产生的索力方
［】 辉． 如何 解决 路桥 工程施 工预 应力应用 中存在 的 问题 ［】 科 技成 ３赵 Ｊ． 果纵 横． ７ （ ． ２ ０ ， ２） ０ ［】 ４ 胡蜂， 伟利． 浅谈 路桥施 工 中体外 预应力 加 固法 的工程应用 【】 刘 Ｊ．
吉林建 筑． ０ ， ３． ２ ８（ ） ０ 【］ ５ 赵丽敏 ， 马成 学． 公路 路桥 过渡段 设计 与施工 技术 的创 新 与科学发 展
向一 致 。
更应引起各级公路建设主管部门的重视， 积极协助路桥施工单位引进和开发 先进的技术、 材料和设备 ， 合理确定加 固技术设计方案， 使国内路桥建设行 业 真 正步 人高 质 量 、 技术 的 全新 施工 环 境 中 ， 面保 障路桥 的 使用 性 能及 高 全
安 全性 能 。 参考 文献 ： ［］ １ 王旭 刚， 孙平． 关于 公路桥 梁加 固与 改造的探 讨 ［］ 沈 阳建 筑 大学学 Ｊ．
定 向井 钻井 钻 柱受 力分析
贺 明华 大 庆 钻 探 工 程 公 司 钻 井 五 公 司 １ 队 ２ ５１ ５ 黑 龙 江 大庆 １ ３ １ ６ ４ ３
【 摘 要 】本 文 以 细 长杆 的 小 变形 大 位 移 理 论 为 基 础 ， 结合 定 向 钻 井 的 工 程 特 点 ，考 虑 轴 向 力 、扭 矩 对 弯曲 问题 的影 响 以 及 因 为 变
摩擦力是作用在杆的表面上 的， 将其作用点移 到杆轴线上后 ， 井壁对 钻 杆 的作 用效 果还 包含 有 一 定摩 擦 扭矩
Ｔ＝ｒ ・ 其 中ｒ 接触 处 杆截 面 的半 径 ， 为 Ｔ的作 用 方 向与 旋 转 方 向相 反 。
２２ ．
（） ３
机的接触摩擦作用 ， 能比较真实地反映出整体钻柱的摩阻力大小及分布规律。 参 考文 献：
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（ ４ ）
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路桥工程项目建设 是实现我 国各地 区之间经济联系的重要保障 ， 也是 现代交通网络建设 的重要组成部分。 在路桥施工中， 施工质量与安全问题是 尤为需要关注的， 因此 ， 采取科学 ， 合理 、 有效的加固技术及设计方案具有 特 殊 的意 义和 作用 。 施工 中加 固技术 的 应用 不但 需 要施 工 单位 的 努力 ， 路桥
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式 中 ２ 扶正 器 上每 个 螺 纹 的宽 度 ，常数 ａ， ２ 分布 函数 ｑ （ ， ） ｂ为 ａ及 ｎ ｘ Ｙ 由以下 积分 方程 确 定 ：
３、 实 例 分 析
对 大庆 油 田某井 进 行摩 阻与强度 校 核计 算 ， 井为 双靶 点 大位 移井 ， 该 斜 深 ３０ ｍ ， 深 ２ ９ ｍ ，井底 位 移 ５ ７７ ｍ ， 斜 点深 ２ ２ ｍ，最 大井 斜 ０７ 垂 ７０ ２ ．２ 造 １８
５， ７ 最大狗腿度 ２ ３（） ３ｍ。 ０．９ ，／ ０ 计算结果如下 。
中图 分 类 号 ：ＴＥ ２１ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ － ０ ７ ２ ） ６ ２ ３ ０１ ０ ９ ４ ６ （ ０１ ０ — ７ ・ ０
１、 引 言
钻柱 在井 眼 内的 工作 条件 随着 钻井 方 式（ 钻 或井 下动 力钻 ） 进 工 转盘 、 钻 况（ 起钻 、 下钻 、 钻进 、 眼） 划 的不 同而 异 。 不 同的 工 作条 件 下 ， 柱 具有 在 钻 不 同的 工作 状 态 ，其受 力 与 变形 情 况 也 大 不相 同 。关于 定 向井力 学 分析 ，
程 应用 方 法 。
１ Ｏ
２ Ｏ
３ ０
４ ０
５ ０
∞
轴向， １ 丁 ）
３ ∞ ８０ ０ ｌ０ ３０
２、钻柱 力 学分 析
２１ ． 、井 壁 接 触 问题
鞍
２ ０ ∞
根 据 这样 的处 理方 法 ， Ｑ 为总 的 正压 力 ， 有 记 Ｎ 则
２∞ ５
Ｑ Ⅳ＝一
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（ １ ）
× ｇ （） ２
３０ ００
图 １钻进 时扭 矩 与 井深 关 系
图２轴 向 力 与 井深 关 系
，
４、 结 束 语
定向井钻柱摩阻分析与井眼曲率、井眼形状、 水平段长、 井深、 钻具结
构和钻 井 工况等有 关 。 本文充 分考 虑了井 壁 弹性影 响 、 与井 壁之 间多 向随 钻柱
［ ］ ｏ － ． ｎ ｉ ｒ ｖ ｄ ｏ ｅ１ ｎ ｐ ｏ ａ ｆ ｒ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ４ Ｈ Ｈ Ｓ Ａ ｍｐ ｏ ｅ ｍ ｄ ｇ ｒ ｇ ｍ ｏ ｃ ｍｐ ｔｉ ｇ ｈ ｉ ｒ
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扭矩０ － ・）
０ ｏ ５ｏ ０
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Ｊｈ ｎ ｓ ｌ等 １ ｏ ａ ｃｉ ｃ ｃ 首次建立了定向井钻柱扭矩和摩阻力学模型；ｈ ｐ ａｄ Ｓ ｅｐ ｒ 等 人 Ｊ 对定向井 的不同路径进行了摩阻力的分析； ｉｌ等人Ｊ Ｍａｄａ 建立了二维和 三维数学模 Ｈｏ Ｈ－ ｆ 出了改进 的柔索一 Ｓ１ 提 刚度摩 阻计算模型。 国内张 建群 、 Ｉ 阎铁 定 向井 摩 阻 进行 了力学 分 析 ， 文通 过 理 论 分析 和 借 鉴定 财 本 向钻井 钻柱 强度计 算及 分析 模型 ， 立 了大位 移井 钻柱 强度 计算 和校 核 的工 建
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中国电 子商务． ２ ３ ． ７
形 而 ５ 起 的 力 及 力 矩 的 作 用 位 置 及 方 向 的 变 化 ，导 出 了钻 柱 静 力 问 题 的 基 本 微 分 方 程 。 实 例 计 算 表 明 ， 所 建 立 的 钻 柱 强 度 及 摩 阻 扭 １
矩 计 算模 型 考 虑 影 响 因素 合 理 ， 有较 好 的 准 确 性 ，符 合 现 场 实 际 。 【 键词 】定 向井 钻 柱 力 学 分析 关
Fra Baidu bibliotek报 ． ０ ， ２ ． ２ （） ０９
［ ］ 万林， ２鲁 宋德 文． 析路 桥施 工 中上 部结 构 的加 固技术 与工 艺 要求 探
【 】 湖北桥 梁工程 ． ０ ， １ ） Ｊ． ２ （ ． ０６ ０
（） ４ 保护张锚体系。 当采用无粘结 刚绞线作为体外预应力索时， 通常
外裹油脂及其塑料护套能对预应力索起到一定的保护作用 ， 并且经久耐用 ， 而张锚体系的两端锚具和防松套—般要用玻璃丝布缠包油脂。 ３ 、 总 结
［】 ５ 张建群 ， 孙学增 ， 俊平． 赵 定向井 中摩擦 阻力模 式及 应用 的初步研 究．
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南 嘛 ５ （ ）
大庆 石油 学院学 报， ８ ； （） ２ － ８ １ ９ １ ４： ２ ． ９ ３ ３
【］ ６ 阎铁， 张建群 ， 等大庆 水平 井摩 阻力分 析． 大庆 石 油学 院学报， ９ ； １ ５ ９
［】 ｏ ａ ｃ ｉ ｋ Ｃ Ａ ｒ ｅ Ｄ Ｂ ａ ｓ ｎ ． ｏ ｑ ｅ ａ ｄ ｄ ａ ｉ ｅ — １ Ｊ ｈ ｎ ｓ ｃ ． ｉ ｎ ， ｗ ｏ Ｒ Ｔ ｒ ｕ ｎ ｒ ｇ ｎ ｄｉ ｃ ｓ ｒ
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１ ２： — ． ） １ ５ ９（
式中Ｒ。Ｒ分别为井眼和扶正器的半径， ， 为扶正器与井壁的摩擦系数。 （ 上 页） 《 ） 接 ３ 设置钢销栓 。 当体外索被实施预应力的张拉后 ， 销栓在索
力作 用 下对 混凝 土 孔壁 形 成拉 索 方 向的 挤压 力 ， 因此 ， 了 能满 足 其局 部 为
与分 析钻 杆 与井 壁时 的 接触一 样 ， 略摩 擦力 对接 触 面形 状 的影 响 ， 忽 经 过一 系列 复 杂地 推 导 ， 可得 接触 面 上 总 的正 压 力 为．
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［ 】 ｈ Ｐ ａ ｄ Ｍ Ｃ ｅｔａ１ Ｄ ｓｉｎｉ ｇｗｅ １ ａ ｈ ｔ ｒ ｄ ｃ ｒ ｇ ａ ｄ ２ Ｓ ｅ Ｐ ｒ ． ． ｅ ｇ ｎ １ ｐ ｔ ｏ ｅ ｕ ｅ ｄ ａ ｎ
承压要求 ， 设置销栓时其尺寸要符合混凝土洞 口的尺寸及 混凝土的强度。 另一 方 面 ， 销 栓 受 到 锚具 的锚 环 在索 力 作 用 下 的 挤压 力 ， 以锚 下 栓 体 钢 所 表面需要加工合理的平面， 起到保证锚具受力稳定 ， 并与体外索垂直的作 用 。 且销 栓 要 有 足 够 的 抗 弯 。 载 能 力 和 抗 剪 承 载 能力 ， 量 避 免 其 剪 而 承 尽 切变形及弯曲变形 ， 使得锚套在安装牢固后可以与预应力索产生的索力方
［】 辉． 如何 解决 路桥 工程施 工预 应力应用 中存在 的 问题 ［】 科 技成 ３赵 Ｊ． 果纵 横． ７ （ ． ２ ０ ， ２） ０ ［】 ４ 胡蜂， 伟利． 浅谈 路桥施 工 中体外 预应力 加 固法 的工程应用 【】 刘 Ｊ．
吉林建 筑． ０ ， ３． ２ ８（ ） ０ 【］ ５ 赵丽敏 ， 马成 学． 公路 路桥 过渡段 设计 与施工 技术 的创 新 与科学发 展
向一 致 。
更应引起各级公路建设主管部门的重视， 积极协助路桥施工单位引进和开发 先进的技术、 材料和设备 ， 合理确定加 固技术设计方案， 使国内路桥建设行 业 真 正步 人高 质 量 、 技术 的 全新 施工 环 境 中 ， 面保 障路桥 的 使用 性 能及 高 全
安 全性 能 。 参考 文献 ： ［］ １ 王旭 刚， 孙平． 关于 公路桥 梁加 固与 改造的探 讨 ［］ 沈 阳建 筑 大学学 Ｊ．
定 向井 钻井 钻 柱受 力分析
贺 明华 大 庆 钻 探 工 程 公 司 钻 井 五 公 司 １ 队 ２ ５１ ５ 黑 龙 江 大庆 １ ３ １ ６ ４ ３
【 摘 要 】本 文 以 细 长杆 的 小 变形 大 位 移 理 论 为 基 础 ， 结合 定 向 钻 井 的 工 程 特 点 ，考 虑 轴 向 力 、扭 矩 对 弯曲 问题 的影 响 以 及 因 为 变
摩擦力是作用在杆的表面上 的， 将其作用点移 到杆轴线上后 ， 井壁对 钻 杆 的作 用效 果还 包含 有 一 定摩 擦 扭矩
Ｔ＝ｒ ・ 其 中ｒ 接触 处 杆截 面 的半 径 ， 为 Ｔ的作 用 方 向与 旋 转 方 向相 反 。
２２ ．
（） ３
机的接触摩擦作用 ， 能比较真实地反映出整体钻柱的摩阻力大小及分布规律。 参 考文 献：
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路桥工程项目建设 是实现我 国各地 区之间经济联系的重要保障 ， 也是 现代交通网络建设 的重要组成部分。 在路桥施工中， 施工质量与安全问题是 尤为需要关注的， 因此 ， 采取科学 ， 合理 、 有效的加固技术及设计方案具有 特 殊 的意 义和 作用 。 施工 中加 固技术 的 应用 不但 需 要施 工 单位 的 努力 ， 路桥
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式 中 ２ 扶正 器 上每 个 螺 纹 的宽 度 ，常数 ａ， ２ 分布 函数 ｑ （ ， ） ｂ为 ａ及 ｎ ｘ Ｙ 由以下 积分 方程 确 定 ：
３、 实 例 分 析
对 大庆 油 田某井 进 行摩 阻与强度 校 核计 算 ， 井为 双靶 点 大位 移井 ， 该 斜 深 ３０ ｍ ， 深 ２ ９ ｍ ，井底 位 移 ５ ７７ ｍ ， 斜 点深 ２ ２ ｍ，最 大井 斜 ０７ 垂 ７０ ２ ．２ 造 １８
５， ７ 最大狗腿度 ２ ３（） ３ｍ。 ０．９ ，／ ０ 计算结果如下 。
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１、 引 言
钻柱 在井 眼 内的 工作 条件 随着 钻井 方 式（ 钻 或井 下动 力钻 ） 进 工 转盘 、 钻 况（ 起钻 、 下钻 、 钻进 、 眼） 划 的不 同而 异 。 不 同的 工 作条 件 下 ， 柱 具有 在 钻 不 同的 工作 状 态 ，其受 力 与 变形 情 况 也 大 不相 同 。关于 定 向井力 学 分析 ，
程 应用 方 法 。
１ Ｏ
２ Ｏ
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∞
轴向， １ 丁 ）
３ ∞ ８０ ０ ｌ０ ３０
２、钻柱 力 学分 析
２１ ． 、井 壁 接 触 问题
鞍
２ ０ ∞
根 据 这样 的处 理方 法 ， Ｑ 为总 的 正压 力 ， 有 记 Ｎ 则
２∞ ５
Ｑ Ⅳ＝一
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（ １ ）
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图 １钻进 时扭 矩 与 井深 关 系
图２轴 向 力 与 井深 关 系
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４、 结 束 语
定向井钻柱摩阻分析与井眼曲率、井眼形状、 水平段长、 井深、 钻具结
构和钻 井 工况等有 关 。 本文充 分考 虑了井 壁 弹性影 响 、 与井 壁之 间多 向随 钻柱
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