常见的钻柱与下部钻具组合设计.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 3）选择第一段钻杆（接钻铤）：选用外径127mm、内径108.6mm，最小抗拉载荷Fy=1067 kN，计算最大长度。 最大安全静拉载荷计算为： Fa1=0.9×Fy/St=0.9×1760/1.30=1218.46(kN) Fa1=0.9×Fy/(σy/σt)=0.9×1760/1.42=1115.49(kN) Fa1=0.9×Fy－MOP=0.9×1760－200=1384(kN) 由上面的计算可以看出，按卡瓦挤毁比值计算的Fa1最小，则第一段钻杆的许用长度为： L1 = Fa1/qp1×KB－qc×Lc/qp1 = 1115.49/(248.69/1000)×0.85－190×1.35/(284.69/1000) = 3675(m) 显然，需要增加一段较高强度的钻杆，方能达到设计井深。 4）选择第二段钻杆：选用外径127mm、内径108.6mm，每米重284.69N/m，X-95级的新钻杆，最小抗拉载荷为Fy=2229.71 kN。最大长度计算如下： Fa2=0.9×2229.71/1.3=1543.645 (kN) Fa2=0.9×2229.71/1.42=1413.196 (kN) Fa2=0.9×2229.71－200=1806.739 (kN) 那么，第二段钻杆的最大允许长度为： L2 = Fa2/qp2×KB－(qc×Lc+qp1×Lp1)/qp2 =1413.196/(287.69/1000)×0.586－1.35×190+(284.96/1000)×3675/(284.69/1000)=1221(m) 许用钻杆的总长度为： L = 190+3675+1221=5086(m) 钻杆总长已超过设计井深。 表4钻柱组合设计结果如下： 　　 规范 长度/m 在空气中重/ kN 在钻井液中重/ kN 钻铤：外径158.75mm，内径57.15mm，线重1.35 kN/m 190 256.50 218 第一段钻杆 外径127mm 内径108.60 线重284.69N/m E级 3675 1046.60 895.90 第二段钻杆 外径127mm 内径108.60 线重284.69 N/m X-95级 1135 323.20 276.70 合 计 5000 1626.20 1390.60 二、下部钻具组合设计 从上述对井斜原因的分析可知，井斜的原因可归结为：①钻头对井底的不对称切削；②钻头轴线相对于井眼轴线发生倾斜；③钻头上侧向力导致对井底的侧向切削。我们防斜的措施就是要想办法克服这三个原因，满眼钻具组合就是这样设计的。 设想，如果钻具的直径与钻头的直径完全相等，上述三个井斜原因就都会被克服。但这样做将无法循环钻井液，而且会引起一系列其他问题，在工程上是行不通的。实际上是采用扶正器组合的办法来解决。 满眼钻具组合的结构，是在靠近钻头大约20m长的钻铤上适当安置扶正器，以此来达到防斜的目的。所谓“适当安置”，包括扶正器的数量、位置和直径。国内外学者已经提出的满眼钻具组合设计方法很多，设计思想虽有不同，设计结果却差别不大。这里介绍的是我国著名石油钻井专家杨勋尧提出的满眼钻具组合，简称YXY组合。 （一）YXY组合的结构 YXY组合一般包括四个扶正器，自下而上，分别为： 1．近钻头扶正器：紧装在钻头之上，简称近扶。近扶直径较大，与钻头直径仅差1～2mm。在易斜地区，近扶的长度可加长；在特别易斜的底层，可将两个扶正器串联起来，作为近扶。近扶的主要作用，是依靠其支撑在尚未扩大的井壁上，抵抗钻头所受的侧向力，有效的防止钻头侧向切削。同时，近扶由于直径大，长度长，刚性大，也可有效的防止钻头倾斜，从而防止钻头的不对称切削。 2．中扶正器：简称中扶或二扶。中扶的位置，需要经过严格计算。中扶的直径与近扶相同。中扶的主要作用是保证中扶与钻头之间的钻柱不发生弯曲，使这段钻柱不发生倾斜，从而防止钻头对井底的不对称切削。 3．上扶正器：简称上扶或三扶。安置位置在中扶之上一个钻铤单根处。上扶的直径一般与近扶和中扶相同，但要求可以稍松。 4．第四扶正器：简称四扶，一般情况下可不装，仅在特别易斜的地层才装。安置位置在上扶之上一个钻铤单根处。直径要求与上扶相同。上扶与四扶