轴向振动对长水平段水平井钻柱摩擦阻力的影响规律研究

发布时间：2020-06-14 02:10

【摘要】：近年来,为了降低钻井成本和提高开发效率,长水平段水平井钻井技术得到了广泛应用。但是,在水平井的长水平段,由于钻柱紧贴在井壁上,造成摩擦阻力增大,使钻压难以有效传递到井底,形成“托压现象”,引起一系列的钻井问题。现场经验表明,轴向减阻工具在水平井中的应用效果明显,通过对钻柱施加轴向振动可以有效降低长水平段水平井钻井摩阻,但是目前轴向振动对摩擦阻力的影响规律仍然不太明确。因此,针对轴向振动对长水平段水平井钻柱摩擦阻力的影响规律研究具有重要意义。通过调研国内外研究现状,对长水平段水平井存在的问题进行了分析,并对轴向振动减阻工具原理进行了研究。根据汉密尔顿原理,建立长水平段水平井滑动钻进情况下、施加轴向振动的钻柱摩阻数学模型,选取了Newmark-β算法对模型求解,自主编制开发了该数学模型求解软件。为了进一步验证模型的合理性,设计并进行了轴向振动情况下的钻柱摩阻室内模拟实验,结合现场数据对模型进行了对比验证。根据建立的轴向振动力学模型及求解方法,分析了轴向振动对钻柱摩擦阻力的影响规律。分析结果表明:轴向振动的减阻能力与轴向振动参数相关;轴向振动激振力的增加能显著提高减阻效率,在设备条件允许的范围内,应尽可能的选用高激振力的轴向振动减阻工具;激振力频率对减阻效率影响同样显著,并且存在最优激振力频率,在最优激振力频率下工作可以取得最大化的减阻效果;轴向振动减阻工具的安装位置存在最优区域。在工程现场应用中,应在设备条件允许的范围内,尽可能的选用高激振力的轴向振动减阻工具,配合工具的最优激振频率,可以取到更好的减阻效果。 【学位授予单位】：重庆科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE921.2

【图文】：

位论文 2 A 0 柱进入滑动运动的门限值降低，从而提井壁的接触力减小，，从而减小摩擦阻力触面法线方向的关系，振动减阻可分为]。在钻进过程中，井壁不光滑、存在微施加法向振动进行减阻原理分析极为向振动减阻原理进行分析。原理分析方向与物体滑动方向相同，轴向振动减

图 2.4 横向振动减阻模型图ig2.4 Friction reduction model of transverse vi程是将滑块 A 受到的部分摩擦力分解的平均摩擦力 为： =1 ∫ 0 0 =1 0 0 ( 0 ) 力保持不变的情况下，平均摩擦力与滑系图如图 2.5 所示，物体 A 所受到的体 B 的速度振幅为物体 A 滑动速度的来的 0.2-0.3 倍。

【参考文献】

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1 黄崇君;谢意;刘伟;余晟;张德军;雍鹏;;水力振荡器在川渝地区水平井的应用[J];钻采工艺;2015年02期

2 常玮;易先中;万继方;魏世忠;江胜宗;;机械振动降摩减阻技术在滑动钻井中的应用[J];机械工程师;2015年03期

3 王坤;夏宏南;白凯;夏宏海;王险冰;;涪陵焦石坝地区水力振荡器在页岩气井应用评价[J];辽宁化工;2014年12期

4 王鹏;倪红坚;王瑞和;沈忠厚;李志娜;雷鹏;;调制式振动对大斜度井减摩阻影响规律[J];中国石油大学学报(自然科学版);2014年04期

5 韩来聚;牛洪波;;对长水平段水平井钻井技术的几点认识[J];石油钻探技术;2014年02期

6 姜中舰;张毅;张也;唐珊;龚彦;;振动减阻机理及其影响因素分析[J];机械研究与应用;2013年03期

7 韩来聚;牛洪波;窦玉玲;;胜利低渗油田长水平段水平井钻井关键技术[J];石油钻探技术;2012年03期

8 石崇东;党克军;张军;朱采花;高龙;杨碧学;;水力振荡器在苏36-8-18H井的应用[J];石油机械;2012年03期

9 闫铁;李庆明;王岩;李井辉;毕雪亮;;水平井钻柱摩阻扭矩分段计算模型[J];大庆石油学院学报;2011年05期

10 靳海鹏;田世澄;李书良;;国内外水平井技术新进展[J];内蒙古石油化工;2009年22期

本文编号：2712103