水平井下套管受力分析与控制技术研究

发布时间：2023-04-11 20:46

　　工程实践证明,在下套管之前对下套管摩阻/扭矩进行预测分析,有利于及时调整下套管设计控制方案,选择合理的下套管作业方式,减少下套管过程中遇阻的风险,以确保套管安全顺利地下入井眼预定位置。通过本文研究,调研了国内外井下摩阻/扭矩研究现状,包括相关的力学模型、摩阻系数取值及控制技术等;深入地分析了影响水平井下套管的主要因素,包括井眼轨迹、井身结构、钻井液性能、井眼清洁程度、地层岩性及套管扶正器的类型与安放间距等;提出了考虑管柱挠曲和弯矩影响的井下摩阻/扭矩预测模型,其中还包括了钻井液粘滞阻力、管柱屈曲判断等计算;采用C#语言编写了相应的计算程序,并利用现场页岩气水平井的相关数据资料进行定量计算与分析,获得了一些有参考意义的结论和认识;研制了可变径套管扶正器,生产出样机,并进行了相应的室内实验。

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 前言
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外现状
        1.2.1 力学模型
        1.2.2 摩阻系数
        1.2.3 控制技术
        1.2.4 存在主要问题
    1.3 主要研究内容
第2章 水平井下套管技术分析
    2.1 下套管工艺流程
    2.2 摩阻/扭矩影响因素分析
        2.2.1 井眼轨迹
        2.2.2 井身结构
        2.2.3 钻井液性能
        2.2.4 井眼清洁
        2.2.5 岩性
        2.2.6 扶正器类型与安放间距
    2.3 减少摩阻/扭矩的方法分析
    2.4 水平井套管下入可行性分析
    2.5 本章小节
第3章 水平井下套管受力分析
    3.1 摩阻/扭矩预测模型
    3.2 钻井液粘滞力模型
    3.3 钻井液粘性扭矩计算
    3.4 钻井液浮力的影响
    3.5 屈曲判定
    3.6 大钩载荷校正
    3.7 本章小节
第4章 软件介绍与计算步骤
    4.1 数据录入和存储
        4.1.1 基本数据(一维数组)
        4.1.2 测斜数据(二维数组,每一行测斜数据就是一组数据)
        4.1.3 扶正器数据(二维数组)
        4.1.4 井眼直径(二维数组)
        4.1.5 管柱数据(二维数组)
        4.1.6 实测大钩载荷数据(二维数组)
        4.1.7 文件的保存和打开
    4.2 数据计算
        4.2.1 计算步骤
        4.2.2 井口大钩载荷(calsun模块)
        4.2.3 流体粘滞力计算模块(viscal模块)
        4.2.4 漂浮接箍优选模块(jiegu模块)
        4.2.5 井眼数据显示模块
        4.2.6 轴向力计算模块(calli模块)
    4.3 结果呈现和存储
    4.4 摩阻系数反演实例
    4.5 下套管摩阻实例计算
        4.5.1 井身结构数据
        4.5.2 测斜数据
        4.5.3 井径数据
        4.5.4 钻井液数据
        4.5.5 大钩载荷模拟基本参数
        4.5.6 模拟结果显示
        4.5.7 结果分析
    4.6 本章小结
第5章 可变径扶正器的研制分析
    5.1 单弓弹性套管扶正器
    5.2 可变径扶正器原理及结构
    5.3 可变径扶正器样机生产及关键参数计算
        5.3.1 销钉剪切力的计算
        5.3.2 钢带的计算
    5.4 实验测试及结果
    5.5 本章小节
第6章 结论与认识
参考文献
致谢



本文编号：3789721