水平井钻柱摩阻扭矩分段计算模型 被引量：35

1

作者 闫铁 李庆明 +2 位作者 王岩 李井辉 毕雪亮 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2011年第5期69-72,83,共5页

根据水平井接触和受力特点,利用分段计算方法,建立水平井钻柱摩阻扭矩计算模型;采用三维纵横弯曲梁理论,计算钻柱BHA(底部钻具组合)段摩阻扭矩;采用软杆模型,求解BHA以上钻柱段的摩阻扭矩;对井眼曲率变化较大及刚度较大的加重钻杆井段... 根据水平井接触和受力特点,利用分段计算方法,建立水平井钻柱摩阻扭矩计算模型;采用三维纵横弯曲梁理论,计算钻柱BHA(底部钻具组合)段摩阻扭矩;采用软杆模型,求解BHA以上钻柱段的摩阻扭矩;对井眼曲率变化较大及刚度较大的加重钻杆井段软杆模型加以修正,考虑钻柱屈曲的影响,建立适合水平井的摩阻扭矩三维分段计算模型.应用结果表明,该模型计算精度较高,平均相对误差为10%,可为现场实践应用提供技术参考. 展开更多

关键词 摩阻扭矩 水平井 钻柱 分段计算模型 底部钻具组合 软杆模型

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底部钻具组合的涡动特征分析 被引量：7

2

作者 姚永汉 狄勤丰 +3 位作者 朱卫平 胡以宝 王文昌 姚建林 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2010年第4期84-88,共5页

编制了井底钻具组合动力学特性的模拟程序,模拟结果与文献中的结果对比表明,所编模拟程序的模拟结果正确。利用井底钻具组合动力学特性的模拟程序模拟了钻铤形心的径向速度、径向加速度、涡动加速度、涡动速度功率谱以及相图,较全面地... 编制了井底钻具组合动力学特性的模拟程序,模拟结果与文献中的结果对比表明,所编模拟程序的模拟结果正确。利用井底钻具组合动力学特性的模拟程序模拟了钻铤形心的径向速度、径向加速度、涡动加速度、涡动速度功率谱以及相图,较全面地反映了井底钻具组合的动力学特性。结果表明:井底钻具组合在特定的情况下可以做规则涡动,更多的是做非规则涡动,没有运动周期;做规则涡动时,钻铤形心的涡动速度较小,其径向速度、径向加速度和涡动加速度均为0。在文中条件下,钻铤形心的涡动速度高达568.73 r/min,远大于规则向后涡动速度(79.41 r/min),该种状态的出现对钻具组合的导向能力及安全性将造成很大的的影响,值得进一步探讨。 展开更多

关键词 钻具组合 钻柱振动 动力学 数学模型 数值模拟

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底部钻具组合力学特性模拟试验研究 被引量：7

3

作者 范永涛 高德利 +1 位作者 张辉 房军 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期80-84,共5页

底部钻具组合(BHA)的力学特性直接影响井身质量、钻井安全与钻速,因此,需要从理论和试验2个方面去研究BHA的力学特性,然而目前试验方面的研究很少。根据相似理论,利用底部钻柱力学装置,模拟研究了钻压和转速对井斜力、方位力、钻头合侧... 底部钻具组合(BHA)的力学特性直接影响井身质量、钻井安全与钻速,因此,需要从理论和试验2个方面去研究BHA的力学特性,然而目前试验方面的研究很少。根据相似理论,利用底部钻柱力学装置,模拟研究了钻压和转速对井斜力、方位力、钻头合侧向力及其方向角的影响规律。结果表明:合侧向力随钻压的增大而增大,转速对合侧向力的影响较小;随钻压增大,井斜力增大,转速越大,井斜力越大;方位力随钻压增大而增大,转速对方位力的影响较小;合侧向力方向角随钻压增大而减小,随转速增大而增大。研究结果可为井斜控制机理研究和防斜打快提供理论依据。 展开更多

关键词 钻具组合 相似理论 钻柱力学 井斜控制 模拟试验

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偏心钻头底部钻具组合稳定器的适宜安放位置研究 被引量：5

4

作者 夏焱 管志川 《石油大学学报（自然科学版）》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期39-43,共5页

采用静力分析的方法 ,建立了偏心钻头底部钻具组合的力学模型 ,并对力学模型进行了求解。对单稳定器及双稳定器钻具组合的力学分析结果表明 ,在设计钻具组合的稳定器位置时 ,应该以偏心块位于上方时计算的稳定器与钻头的最小距离为参考... 采用静力分析的方法 ,建立了偏心钻头底部钻具组合的力学模型 ,并对力学模型进行了求解。对单稳定器及双稳定器钻具组合的力学分析结果表明 ,在设计钻具组合的稳定器位置时 ,应该以偏心块位于上方时计算的稳定器与钻头的最小距离为参考值。在钻具组合设计过程中最好使用钻压分配比一定且该值较小的钻头。采用双稳定器钻具组合时 ,钻头侧向力大于零的下稳定器与钻头的最小距离比单独采用一个稳定器时要小 ,且下稳定器位置的变化对钻头侧向力的影响要比上稳定器大得多。因此 ,在钻具组合的设计过程中对下稳定器安放位置的要求应该比上稳定器更为严格。 展开更多

关键词 偏心钻头 底部钻具组合 稳定器 安放位置 力学模型 钻柱 钻井技术

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套管钻井中套管柱疲劳寿命分析方法 被引量：3

5

作者 况雨春 张宇 +1 位作者 伍开松 魏春禺 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2008年第3期25-27,共3页

套管钻井中套管柱疲劳寿命分析是进行钻井工程设计的一项重要研究工作。文章对套管柱组合在不同钻压、转速下的动力学问题进行分析的基础上,获得了不同钻井参数下的套管柱应力、应变以及接触应力等参数的变化规律,利用ANSYS软件疲劳寿... 套管钻井中套管柱疲劳寿命分析是进行钻井工程设计的一项重要研究工作。文章对套管柱组合在不同钻压、转速下的动力学问题进行分析的基础上,获得了不同钻井参数下的套管柱应力、应变以及接触应力等参数的变化规律,利用ANSYS软件疲劳寿命分析模块,建立了套管钻井中套管柱的疲劳寿命分析方法,并进行了实例计算。为在套管钻井作业中合理地选择钻具组合和钻井参数提供了理论依据。 展开更多

关键词 套管钻井 套管 套管柱组合 疲劳寿命 有限元

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涩北气田排水采气优选模式 被引量：15

6

作者 李文魁 周广厚 +5 位作者 毕国强 曹光强 王云 刘翔 李隽 刘岩 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期60-63,共4页

针对柴达木盆地涩北气田所面临的气井井底积液、产水导致产量迅速递减的问题,从准确把握气井排水采气时机、优选经济有效的排水采气方式出发,结合涩北气田生产动态,综合考虑动能因子、积液高度、油压、日产水以及油压、套压压差等多种... 针对柴达木盆地涩北气田所面临的气井井底积液、产水导致产量迅速递减的问题,从准确把握气井排水采气时机、优选经济有效的排水采气方式出发,结合涩北气田生产动态,综合考虑动能因子、积液高度、油压、日产水以及油压、套压压差等多种因素准确诊断了气井积液的状况;分析了涩北一号气田递减阶段气井日产气量和水气比等生产数据的变化规律,根据多项管流井底压力计算理论、临界流量计算模型及涩北气田实际的采气油管尺寸,研制出了排水采气方式选择控制图,并建立了涩北气田排水采气优选模式;回归出了相应的计算公式,预测了涩北一号气田大规模进入优选管柱排水及泡排排水采气时期的具体时机,由于涩北气田属于次活跃与不活跃水驱气藏,水气比上升缓慢,除少数离边水比较近的井外,在整个开发期内不会大规模进入气举排水开采期。 展开更多

关键词 气井 井底积液 排水采气 优选管柱 油压 套压 采收率

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钻柱拖扭阻力的计算分析 被引量：7

7

作者 刘延强 吕英民 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期110-115,共6页

考虑钻柱主要部分的刚度，对水平井乃至其它井中的整个钻柱的拖扭阻力，进行深入分析，提出了系统的计算模型、方法及其功能与适用范围，并对起下钻及钻进时的大钩载荷、摩阻、水平段长度设计、井身优化等问题，进行了计算分析。

关键词 摩擦阻力 扭矩 钻柱 钻具组合

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钻柱力学研究现状及进展 被引量：36

8

作者 李子丰 梁尔国 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期1-9,共9页

钻柱力学是井眼轨道设计和控制、钻柱设计及钻井参数优选的基础。从钻柱力学问题的提出、研究目标、研究方法、钻柱的运动状态、钻柱动力学基本方程、钻柱的拉力扭矩、钻柱的弹性稳定性、底部钻具组合受力、钻柱振动与涡动等方面分析了... 钻柱力学是井眼轨道设计和控制、钻柱设计及钻井参数优选的基础。从钻柱力学问题的提出、研究目标、研究方法、钻柱的运动状态、钻柱动力学基本方程、钻柱的拉力扭矩、钻柱的弹性稳定性、底部钻具组合受力、钻柱振动与涡动等方面分析了钻柱力学的发展状况。钻柱力学已经形成了比较完整的理论体系。钻柱静力学发展快,计算精度高。动力学发展则滞后较大,还有很多问题没有解决。结合现代钻井技术的发展趋势,对钻柱力学研究的未来走向做了初步探讨。基础理论研究、系统控制论理论与研究方法、动态特性测试及虚拟仿真技术将在钻柱力学的未来发展中扮演重要角色。 展开更多

关键词 钻柱力学 拉力扭矩 钻柱稳定性 下部钻具 钻柱振动与涡动

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旋转导向钻具三维小挠度稳态分析的数学模型 被引量：11

9

作者 李子丰 赵金海 李敬元 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期84-88,共5页

在普通旋转钻具的基础上 ,研制了一种旋转的近钻头稳定器 ,它可以将钻柱稳定在井眼截面的需要位置 ,以控制井眼轨道。为了研制和应用这种新钻具 ,建立了适用于该种旋转导向钻具进行三维小挠度静力学分析的数学模型 ,包括 :①微分方程 ;... 在普通旋转钻具的基础上 ,研制了一种旋转的近钻头稳定器 ,它可以将钻柱稳定在井眼截面的需要位置 ,以控制井眼轨道。为了研制和应用这种新钻具 ,建立了适用于该种旋转导向钻具进行三维小挠度静力学分析的数学模型 ,包括 :①微分方程 ;②钻头、稳定器、变截面、切点和井壁的边界条件 ;③钻头的侧向力和钻头转角 ;④钻具的导向能力与偏心距和偏心方向。给出了一种旋转导向钻具的受力状态分析、井眼曲率预测及确定导向稳定器运行参数的计算实例。 展开更多

关键词 旋转导向钻具 钻头稳定器 数学模型 钻柱力学

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采用玻璃钢—钢混合杆柱的抽油系统设计 被引量：9

10

作者 余国安 彭勇 高国华 《西安石油学院学报》 1993年第3期24-30,共7页

讨论了玻璃钢—钢混合轩抽油系统的杆柱设计、影响杆柱设计的因素以及在抽油泵与抽油机选择时应考虑的问题.

关键词 玻璃钢 抽油杆 抽油泵 抽油机

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服役6年速度管柱性能研究 被引量：1

11

作者 李小龙 鲜林云 +3 位作者 王维东 刘玉栋 赵勇 王亮 《焊管》 2021年第4期5-11,共7页

以长庆油田苏里格区块某井内服役6年的HO70速度管柱为研究对象,对起出后的管柱取井口及井底试样进行了几何尺寸、力学性能、金相组织、硬度、腐蚀产物等检测分析。结果表明,该盘速度管柱在服役6年后,壁厚无明显减薄;管柱强度略有下降,... 以长庆油田苏里格区块某井内服役6年的HO70速度管柱为研究对象,对起出后的管柱取井口及井底试样进行了几何尺寸、力学性能、金相组织、硬度、腐蚀产物等检测分析。结果表明,该盘速度管柱在服役6年后,壁厚无明显减薄;管柱强度略有下降,但拉伸性能仍满足标准要求;腐蚀产物分析表明,该盘管柱以均匀腐蚀为主,井口管柱以大气腐蚀为主,腐蚀产物主要是Fe、O化合物,井底管柱以CO_(2)腐蚀为主,腐蚀产物主要是FeCO_(3)。 展开更多

关键词 速度管柱 井口管柱 井底管柱 腐蚀产物

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旋转导向系统底部钻具组合力学计算新方法 被引量：1

12

作者 王鹏 唐博 +1 位作者 吉进元 冯定 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期670-680,共11页

底部钻具组合(Bottom Hole Assembly,BHA)的力学计算是进行旋转导向系统钻具组合设计和井眼轨迹控制的基础.本文在纵横弯曲法、加权余量法和有限元法的基础上,提出了一种基于管柱单元组合的BHA力学求解方法.该方法以保持微分方程特解相... 底部钻具组合(Bottom Hole Assembly,BHA)的力学计算是进行旋转导向系统钻具组合设计和井眼轨迹控制的基础.本文在纵横弯曲法、加权余量法和有限元法的基础上,提出了一种基于管柱单元组合的BHA力学求解方法.该方法以保持微分方程特解相同的条件作为管柱单元划分依据,对底部钻具组合进行单元划分;将管柱单元的挠曲线通解替代传统加权余量法的试函数,结合单元节点类型和组合关系,构建出包含边界条件和通解系数的线性方程组.对于边界条件未知问题,以支点反力符号条件为约束条件,以挠曲线越界程度、切点处弯矩平衡条件为目标函数,建立了以边界条件未知量为变量的多目标优化数学模型.应用多目标优化算法求解出边界变量,进而得出通解系数;最后,得出管柱单元内各点位移和载荷.以推靠式旋转导向系统BHA力学计算为案例,对比本文方法与加权余量法的计算结果,发现两者计算结果相差较小,表明本文方法可用于旋转导向系统底部钻具组合的力学计算. 展开更多

关键词 管柱力学 旋转导向系统 底部钻具组合 管柱单元 多目标优化

原文传递

柳林地区煤层气水平井排采技术分析 被引量：12

13

作者 刘一楠 张贺 《中国煤层气》 2013年第6期13-17,共5页

煤层气水平井多采用裸眼完井方式,在煤层中进尺多,增大煤层中渗流面积,更利于煤层气解析,提高产气量。水平井产液量、产气量和煤粉产量都要高于采用常规压裂的直井。中联煤层气有限责任公司(以下简称中联公司)在柳林区块累计投产4口煤... 煤层气水平井多采用裸眼完井方式,在煤层中进尺多,增大煤层中渗流面积,更利于煤层气解析,提高产气量。水平井产液量、产气量和煤粉产量都要高于采用常规压裂的直井。中联煤层气有限责任公司(以下简称中联公司)在柳林区块累计投产4口煤层气多分支水平井,其中3口井最高产气量达到15000m3/d以上,开发效果较好,为国内开发中阶煤质的煤层气提供了可靠的依据。本文首先介绍传统水平井的排采工艺,然后提出煤粉卡泵和井底流压的精细控制是煤层气井生产过程遇到的主要问题,并通过增加水平井注水工艺和远程监控自动化控制两个方面解决困难,在柳林区块现场实际应用情况表明该工艺技术满足煤层气水平井排采的要求。 展开更多

关键词 煤层气水平井 排采 管柱 井底流压

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下部钻具组合分析的有限差分方法 被引量：4

14

作者 杨东全 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期130-132,共3页

讨论了下部钻具组合分析的基本假设、基本方程和相应的边界条件。建立了求解下部钻具组合控制方程的有限差分方程,编制了相应的计算机程序.给出了钻柱和井壁的接触问题、稳定器问题和上切点问题的处理方法。通过计算结果,分析了降斜、... 讨论了下部钻具组合分析的基本假设、基本方程和相应的边界条件。建立了求解下部钻具组合控制方程的有限差分方程,编制了相应的计算机程序.给出了钻柱和井壁的接触问题、稳定器问题和上切点问题的处理方法。通过计算结果,分析了降斜、增斜和稳斜三种典型钻具组合的钻头侧向力与钻压、井斜角、井斜曲率和方位曲率的关系,以及典型的钻柱弹性线示例。 展开更多

关键词 下部钻具组合 有限差分法 接触非线性 钻柱弹性线 钻头侧向力

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竖直井底部钻具动力学特性的有限元分析 被引量：3

15

作者 庞世强 朱向哲 陈立 《石油化工高等学校学报》 CAS 2011年第4期55-59,共5页

在石油钻井过程中,钻柱的运动过程非常复杂,不仅存在纵向、横向、扭转振动,而且还与井壁发生随机接触碰撞和摩擦。充分考虑钻柱与井壁以及钻头与岩石的随机碰撞作用,建立了竖直井底部钻具系统(BHA)非线性动力学有限元模型,研究了工作过... 在石油钻井过程中,钻柱的运动过程非常复杂,不仅存在纵向、横向、扭转振动,而且还与井壁发生随机接触碰撞和摩擦。充分考虑钻柱与井壁以及钻头与岩石的随机碰撞作用,建立了竖直井底部钻具系统(BHA)非线性动力学有限元模型,研究了工作过程中的BHA系统的纵向、横向和扭转振动,分析了钻柱在受到井壁约束下的瞬态动力响应特性,探讨了BHA系统在钻井过程中运动规律和力学性能,为石油钻柱系统的设计和优化提供了一定的理论参考。 展开更多

关键词 钻柱 竖直井 BHA系统 有限元法

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下部钻具组合稳定器的径向位置判断方法 被引量：4

16

作者 郭宗禄 高德利 刘书杰 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1212-1219,1266,共9页

在应用下部钻具组合上切点位置确定方法的基础上,给出了描述稳定器在井眼中位置的方法,并提出了可在三维力学问题中用于判断稳定器在井眼中径向位置的方法。首先忽略井眼约束并计算下部钻具组合的变形,再施加井眼约束条件,按某种顺序逐... 在应用下部钻具组合上切点位置确定方法的基础上,给出了描述稳定器在井眼中位置的方法,并提出了可在三维力学问题中用于判断稳定器在井眼中径向位置的方法。首先忽略井眼约束并计算下部钻具组合的变形,再施加井眼约束条件,按某种顺序逐一计算稳定器在井眼中的位置,最终依据井壁对稳定器支撑反力的大小及方向筛选出最合理的结果。理论计算结果表明:无论采用何种装置角,相比假设稳定器与上切点均在井眼低边,采用本文方法计算得到的最小钻头弯矩更小,这意味着下部钻具组合所具有的势能更小,更趋于达到稳定状态;计算得到的钻头方位力方向与现场实践所取得的认识保持一致。本文研究可为下部钻具组合的优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 钻井理论 钻柱力学 下部钻具组合 静力学 稳定器 径向位置

原文传递

平台扰动下的无隔水管钻井井底压力影响研究

17

作者 左凯 牛贵峰 +1 位作者 王川 刘静 《石油机械》 北大核心 2022年第6期58-64,共7页

针对无隔水管钻井中钻井平台扰动引起的井底压力波动问题,根据动力学原理建立了平台-钻柱耦合振动数学模型和井底压力波动模型,利用Matlab-Simulink搭建数学模型,分析了海洋环境、有无升沉补偿、钻井液密度、泵的开停工况和泵流量对井... 针对无隔水管钻井中钻井平台扰动引起的井底压力波动问题,根据动力学原理建立了平台-钻柱耦合振动数学模型和井底压力波动模型,利用Matlab-Simulink搭建数学模型,分析了海洋环境、有无升沉补偿、钻井液密度、泵的开停工况和泵流量对井底压力的影响。研究结果表明:随着风速的增大,钻柱的纵向位移随之增加,同时引起的井底压力波动越明显;钻井液密度越大,井底压力越大;当使用升沉补偿装置时,有效减小升沉扰动下钻柱的振幅,使井底压力的波动明显降低;当泵关闭和开启时,由于重力和压差,井底压力会分别逐渐下降和增加,直到平稳;在井筒中,环空压力和当量循环密度都随着钻井液密度和井筒深度的增大而增大。研究结果可为海上无隔水管钻井作业提供理论依据。 展开更多

关键词 无隔水管钻井 平台扰动 井底压力 钻柱耦合振动 钻井液密度

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螺杆钻具在深部矿床钻探中应用初探 被引量：1

18

作者 刘灿铭 《矿产勘查》 2010年第5期483-484,共2页

文章介绍了螺杆钻具的研究和应用现状,分析了螺杆钻具在深部固体矿床钻探应用的必要性和可行性,提出了将螺杆马达组合钻具引进深部固体矿床钻探的新构想。

关键词 深部固体矿床 螺杆钻具 孔底动力 组合钻具

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全尺寸随钻扩眼钻具系统振动特性仿真研究 被引量：1

19

作者 侯福祥 张爱潇 +2 位作者 徐丙贵 单泓铭 王宏伟 《石油矿场机械》 CAS 2024年第1期1-10,共10页

随钻扩眼技术可在全面钻进的同时扩大裸眼段尺寸,在深井、超深井、小间隙井、侧钻井和复杂井况中得到了广泛应用。但对随钻扩眼过程中的振动特性和减振机理不明,扩眼作业中仍存在钻柱动力学稳定性差、扩眼质量不理想和机械钻速低等问题... 随钻扩眼技术可在全面钻进的同时扩大裸眼段尺寸,在深井、超深井、小间隙井、侧钻井和复杂井况中得到了广泛应用。但对随钻扩眼过程中的振动特性和减振机理不明,扩眼作业中仍存在钻柱动力学稳定性差、扩眼质量不理想和机械钻速低等问题。为研究随钻扩眼过程中钻柱的动力学特性,建立了呼101井钻具组合长5539 m的全尺寸钻柱系统仿真模型,对随钻扩眼过程中钻具瞬态振动进行仿真分析。基于仿真结果,研究了随钻扩眼过程中钻具振动特性受钻井参数和钻具组合的影响规律。研究成果可为随钻扩眼钻井参数和钻具组合的优化提供理论依据。 展开更多

关键词 随钻扩眼 钻具振动 仿真研究 钻井参数 钻具组合

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南海大位移水平井中新型岩屑床破坏器的应用 被引量：3

20

作者 左坤 张伟国 +2 位作者 覃建宇 张强 金勇 《天然气与石油》 2022年第1期84-88,共5页

针对南海大位移水平井钻井过程中上返岩屑容易在大斜度井段形成岩屑床,造成钻具托压、摩阻扭矩增大,出现憋泵甚至卡钻问题,研发了一种新型岩屑床破坏器,并提出了岩屑床破坏器在钻具组合中安放位置间距计算公式。新型岩屑床破坏器在南海... 针对南海大位移水平井钻井过程中上返岩屑容易在大斜度井段形成岩屑床,造成钻具托压、摩阻扭矩增大,出现憋泵甚至卡钻问题,研发了一种新型岩屑床破坏器,并提出了岩屑床破坏器在钻具组合中安放位置间距计算公式。新型岩屑床破坏器在南海东部某油田大位移水平井中应用效果良好,岩屑返出量大幅提高;钻具托压出现次数减少,首次出现的井深变深,托压程度改善;过托压点钻压差值和井底当量循环密度(Equivalent Circulatin Density, ECD)值明显降低。研究可为大位移水平井或大斜度井现场施工提供借鉴。 展开更多

关键词 岩屑床破坏器 大位移水平井 岩屑返出 钻具托压 井底ECD值

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