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钻井过程中套管磨损与防护研究

发布时间:2018-10-19 16:52
【摘要】:在实际钻井的过程中,因为井内条件非常复杂而且不容易控制,所以会造成套管磨损,这会造成许多不良后果。在后续的施工过程中,套管磨损会对完井、采油甚至于后续的修井都会带来非常大的影响。此外,套管磨损之后会产生几何缺陷,这就造成了套管强度的降低,给生产带来安全隐患。本文针对套管的磨损问题进行了研究。首先调研了国内相关的学术研究成果,分析了套管磨损的机理、磨损形态以及磨损规律。针对最典型的月牙形磨损进行了研究,通过数学推导的方式,给出了套管的磨损量、磨损后剩余壁厚,磨损面积等相应的计算公式。通过对影响套管磨损的因素比如接触力,摩擦系数,摩擦路程等的影响机理进行分析,结合数学推导,建立起了套管和钻杆磨损过程中的磨损预测模型。通过对API的套管挤毁压力公式进行修正,得出了理想圆管以及有制造缺陷的套管的抗挤毁强度的计算公,并对比了几种抗内压强度的计算公式,阐明了公式的优缺点以及适用范围。通过分析对套管强度造成影响的因素,得出结论随着磨损程度的增加,套管的剩余强度越小,并给出了套管磨损后抗挤毁强度和抗内压强度的计算公式。最后总结了防磨减磨的措施,包括降低摩擦系数,减小接触力,降低摩擦路程,设置防磨器,对磨损套管进行井下处理等一系列的措施。并且对各种措施提出了改进意见,为实际生产过程中套管防磨提供了依据。
[Abstract]:In the actual drilling process, casing wear and tear can be caused because of the complex and difficult control conditions in the well, which will result in many adverse consequences. In the subsequent construction process, casing wear will have a great impact on completion, oil recovery and even subsequent workover. In addition, geometric defects will occur after casing wear, which results in the decrease of casing strength and brings safety risks to production. The wear problem of casing is studied in this paper. Firstly, the related academic research results in China are investigated, and the wear mechanism, wear morphology and wear law of casing are analyzed. In this paper, the most typical crescent wear is studied. Through mathematical derivation, the calculation formulas of casing wear amount, residual wall thickness after wear, wear area and so on are given. Based on the analysis of the influencing factors such as contact force friction coefficient friction distance and so on the wear prediction model of casing and drill pipe is established. By modifying API's formula of casing collapsing pressure, the common calculation of collapsing strength of ideal circular pipe and casing with manufacturing defects is obtained, and several calculation formulas of internal pressure strength are compared. The advantages and disadvantages of the formula and the scope of its application are expounded. By analyzing the factors that influence the casing strength, it is concluded that the residual strength of casing decreases with the increase of wear degree, and the calculation formulas of collapsing strength and internal pressure strength after casing wear are given. Finally, the measures of anti-wear and anti-wear are summarized, including reducing friction coefficient, reducing contact force, reducing friction distance, setting anti-wear device, downhole treatment of wear casing and so on. The improvement suggestions are put forward to provide the basis for casing wear prevention in actual production process.
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE931.2;TE24

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本文编号:2281749

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