第五章井眼轨道设计与轨迹控制演示文稿.pptVIP

第三节 直井防斜技术 一、井斜的原因 1. 地质因素 （3）地层可钻性的横向变化 在井眼的一侧钻遇溶洞或较疏松的地层，而在另一侧则钻遇较致密的地层，则导致钻头在井眼两侧切削速度不同，从而造成井斜。 当前第30页\共有69页\编于星期六\16点 下部钻具的倾斜和弯曲将产生两种后果： 1）引起钻头倾斜，在井底形成不对称切削。 2）使钻头受侧向力的作用，产生侧向切削。 第三节 直井防斜技术 一、井斜的原因 2. 钻具倾斜和弯曲 导致钻具倾斜和弯曲的原因： （1）钻具和井眼之间有一定间隙。 （2）钻压的作用，钻柱受压靠近井壁或发生弯曲。 （3）钻具本身弯曲；转盘安装不平、井架安装不正等。 当前第31页\共有69页\编于星期六\16点 第三节 直井防斜技术 一、井斜的原因 2. 钻具倾斜和弯曲 3. 井眼扩大 （1）钻头在井眼内左右移动，靠向一侧，导致井斜。 （2）受压弯曲的钻柱的挠度加大，钻头偏斜加剧。 W β Wsinβ 钻头受侧向力作用 当前第32页\共有69页\编于星期六\16点 二、满眼钻具组合控制井斜 第三节 直井防斜技术 1. 原理 地质因素和下部钻具倾斜与弯曲对井斜的影响可归纳为以下两个方面： 1）钻头轴线相对于井眼轴线发生偏斜； 2）钻头受侧向力作用，发生横移。 采用大尺寸下部钻具组合（BHA)，“填满”井眼。这种满眼钻具具有刚度 大、与井眼的间隙小（理想情况下为0）的特点，可以： （1）有效限制下部钻具的弯曲和倾斜，抵制钻头偏转； （2）承受较大 的钻压而不发生弯曲； （3）支撑在井壁上，抵抗钻头上的侧向力，限制钻头横移。 钻头“偏斜”和“横移”的必要条件：下部钻具与井眼之间存在间隙。 当前第33页\共有69页\编于星期六\16点 2.结构 YXY组合：钻挺 + 3~4个扶正器 近扶：支撑井壁，抵抗侧向力，限制钻头偏斜。 中扶：保证中扶正器与钻头之间的钻柱不发生弯曲。 上扶：增大下部钻柱刚度，协助中扶防止钻柱弯曲 四扶：增大下部钻柱的刚度，协助中扶防止钻柱弯曲。 中扶位置的计算： 二、满眼钻具组合控制井斜 第三节 直井防斜技术 （5-30） Lp 当前第34页\共有69页\编于星期六\16点 例题： 已知钻头直径216mm ，扶正器直径215mm ，钻铤钢材的杨氏模量为 .0594×108kN/m2 ，钻铤外径178mm ，内径71.4mm ，钻井液密度1.25 g/cm3 ，钻铤线重1.6 kN/m ，允许的最大井斜角3°，求YXY组合的中扶距钻头的最优长度。 解：根据给定条件，可求得： J =?（dco4-dci4）/64 = 0.48×10-4 m4 , qm =（1-?d/ ?s）q = 1.34 kN/m , c =（dh-ds）/2 = 0.0005 m Lp = [(16C·E·J)/(qm· sinα)]0.25 = 5.789 m 。 二、满眼钻具组合控制井斜 第三节 直井防斜技术 当前第35页\共有69页\编于星期六\16点 3.满眼钻具组合的使用 （1）用于防斜和稳斜，不能纠斜。 （2）可有效地控制井眼曲率，不能控制井斜角的大小。 （3）“以快保满，以满保直”。使用满眼钻具的关键在于一个 “满”字。 间隙对满眼钻具组合性能影响显著。设计间隙一般为Δd=dh-ds=0.8～1.6mm。 当间隙Δd达到或超过两倍的设计值时，应及时更换或修复扶正器。在易坍塌 井段，要抢在井径扩大以前钻出新的井眼。 （4）在井眼曲率大的井段使用，容易卡钻。 （5）在钻进软硬交错，或倾角较大的地层时，要注意适当减小钻压，勤 划眼，以便消除可能出现的“狗腿”。 二、满眼钻具组合控制井斜 第三节 直井防斜技术 当前第36页\共有69页\编于星期六\16点 三、钟摆钻具组合控制井斜 第三节 直井防斜技术 1. 原理 在下部钻柱的适当位置安装一个扶正器。当发生井斜时，该扶正器支撑在井壁上形成支点，并保证以下钻柱不再与井壁接触。则该扶正器以下的钻柱就好象一个钟摆，在钻头上产生一个最大的钟摆力。钻头在此钟摆力的作用下切削下井壁。从而使新钻的井眼不断降斜。 切点 α G Gc=Gsinα 钟摆力 增大钟 摆力的 途径： 1）加大钻挺尺寸，增加重力； 2）减小钻压，提高切点高度； 3）安装扶正器，提高切点高度。 当前第37页\共有69页\编于星期六\16点 三、钟摆钻具组合控制井斜