定向井井下套管磨損分析及安全評(píng)價(jià).pdf

1、在定向井中，由于井斜角、鉆柱自重的影響，井下套管的磨損十分嚴(yán)重。磨損套管的抗擠毀能力、抗內(nèi)壓能力都有所降低，直接影響后續(xù)試油完井作業(yè)的進(jìn)行。套管磨損程度的正確分析和預(yù)測(cè)，以及磨損套管剩余強(qiáng)度的計(jì)算，對(duì)定向井的安全開(kāi)發(fā)具有重要意義。針對(duì)定向井井下特殊工況，本文結(jié)合定向井井下套管磨損程度分析，對(duì)井下套管安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以便指導(dǎo)后續(xù)的試油完井作業(yè)。
　　本人根據(jù)摩擦學(xué)基本理論，對(duì)定向井井下套管的磨損機(jī)理和影響磨損的主要因素進(jìn)行了深入分析

2、，確定合理的套管磨損模型，結(jié)合實(shí)際工況下計(jì)算得到的定向井接觸力及磨損實(shí)驗(yàn)測(cè)量的磨損效率，對(duì)套管磨損程度進(jìn)行定量分析。針對(duì)定向井套管在井下不同工況的磨損，利用研制的環(huán)塊式鉆桿-套管磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行鉆桿-套管磨損實(shí)驗(yàn)，可以模擬鉆井作業(yè)時(shí)的各種工況，包括溫度、接觸力、鉆桿轉(zhuǎn)速、套管磨損時(shí)間、鉆井泥漿類(lèi)型，由大量實(shí)驗(yàn)確定不同鋼級(jí)套管和鉆桿接頭之間的磨損效率和摩擦系數(shù)，并對(duì)磨損效率和摩擦系數(shù)的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，總結(jié)不同工況下的磨損規(guī)律，結(jié)合磨損模型

3、就可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和計(jì)算鉆井過(guò)程中的套管磨損的程度。
　　分別利用磨損套管應(yīng)力分布的雙極坐標(biāo)解答和ANSYS數(shù)值方法，計(jì)算了不同尺寸、不同鋼級(jí)、不同磨損深度的套管的剩余抗外壓強(qiáng)度和剩余抗內(nèi)壓強(qiáng)度進(jìn)行詳細(xì)的解答。本人建立了新的有限元模型，深入分析了非均勻地應(yīng)力對(duì)磨損套管剩余強(qiáng)度的影響。
　　基于上述分析思路與方法，優(yōu)化鉆井參數(shù)，對(duì)套管、鉆桿、和泥漿進(jìn)行合理匹配，以減輕定向井井下套管磨損程度，并在鉆井作業(yè)完成后對(duì)井筒進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，為