[发明专利]一种钻井座挂衬管承受最大扭矩的设计方法无效

专利信息
申请号: 200810115076.3 申请日: 2008-06-16
公开(公告)号: CN101429857A 公开(公告)日: 2009-05-13
发明(设计)人: 姜伟;陈健;许亮斌;任荣权;刘良跃 申请(专利权)人: 中国海洋石油总公司;中海石油研究中心;中海石油(中国)有限公司天津分公司;中国石油集团科学技术研究院
主分类号: E21B23/00 分类号: E21B23/00;E21B7/04
代理公司: 北京纪凯知识产权代理有限公司 代理人: 徐 宁;关 畅
地址: 100010北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 钻井 座挂衬管 承受 最大 扭矩 设计 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种设计方法,特别是关于一种应用于分支井座挂系统的钻井座挂衬管最大扭矩的设计方法。

背景技术

采用径向变形管的分支井座挂技术,是一种新兴的石油工程技术,现已被世界不同地区接受,并显示出良好应用前景。径向变形管分为实体径向变形管和割缝径向变形管,实体径向变形管主要用于老井的套管修补、侧钻以及多种类型的油井建井;割缝径向变形管主要用于封隔复杂层段、代替常规割缝衬管和防沙。采用径向变形管的分支井座挂技术的原理为,先利用座放装置将可径向变形的衬管下入井内;再根据金属的弹、塑性变形原理,在井下环境中通过扩径锥对衬管使用冷拔工艺,使其直径扩展到所需要的尺寸。径向尺寸精确、长度足够的衬管在径向变形后紧贴井壁,这样分支井座挂系统就足以抵抗已产生的底层坍塌和应力。

在开设分支井的实际钻井过程中(如图1所示),衬管2紧贴套管1的内壁,斜向器放置于衬管的上端。钻头受自身重力的作用,定位在斜向器3斜面的底部造斜点A实施侧钻作业。因此衬管2起到相当于斜向器3座封的作用,但是在侧钻作业时,它必须能抵抗通过斜向器3传递的来自钻头的扭矩的作用。为了使衬管2在套管1内的指定位置保持相对静止,确定衬管承受最大扭矩的能力、合理地确定衬管的长度是必须要解决的一个问题。

发明内容

针对上述问题,本发明的目的是提供一种通过对斜向器和衬管所受扭矩的分析,建立起相应的数学公式,从而得到一种应用方便,高效的钻井座挂衬管承受最大扭矩的设计方法。

为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种钻井座挂衬管承受最大扭矩的设计方法,其特征在于:它包括对设置在套管内的衬管材料的选择和衬管长度的选择;

所述衬管材料的选择满足以下公式:

Pβ1=σs1lncb+σs2lnba=Pβ1+Pβ2;]]>

所述衬管长度的选择满足以下公式:

l=Mtop2πμPβb2]]>

其中Pβ为分支井座挂系统的塑性极限应力Pβ,为b为套管内半径,c为套管外半径;a为衬管内半径,b为衬管外半径,σS1为套管的屈服强度,σS2为衬管材料的屈服强度;l为衬管长度,钻机对钻头的顶驱扭矩Mtop,μ为衬管与套管之间的摩擦系数。

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