[发明专利]用于带压作业接箍探测装置探头侧向力的确定方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于带压作业接箍探测装置探头侧向力的确定方法及装置，包括以下步骤：1)明确带压作业油气井管柱结构参数及作业油气井地层压力等参数；2)根据压杆稳定及钟摆力等相关理论，推导建立不同工况下油管侧向力计算数学模型。分析确定探头和油管的接触力，明确力学参数及边界条件。3)依据所建立的上提偏移及管柱受压侧向力数学模型计算分析接箍探测装置探头侧向力，分析确定探头和油管的最佳接触力。本发明通过对带压作业接箍探测装置探头侧向力计算分析，确定探头和油管的最佳接触力，有效控制探头和油管的磨损，提高使用寿命，同时利于接箍探测装置的探测准确度提高。

技术领域

本发明属于油田作业技术领域，具体涉及一种用于带压作业接箍探测装置探头侧向力的确定方法及装置。

背景技术

带压作业是指利用特殊修井设备，在油、气、水井井口带压的情况下，实施起下管柱、井筒修理及增产措施的井下作业技术。通过防喷器组控制油套环空压力，堵塞器控制油管内部压力，然后通过对管柱施加外力克服井内上顶力，从而完成带压起下管柱。

几乎所有井的油、气、水层从勘探、开发到后期的维护过程中都受到不同程度的伤害。如何避免或减小油气层伤害，提高油水井寿命和产能一直是开发技术人员努力的方向。带压作业技术的出现为实现真正意义上的油气层保护提供了可能。

相对于油井来说，带压作业较传统井下作业，没有外来流体入侵，油气层就没有外来固相，液相的伤害，不会产生新的层间矛盾，地层压力系统不会受到破坏，不需要重新建立平衡，有利于油井修复后稳产、高产。相对于传统水井作业，在不放喷，不放溢流的情况下带压作业，对单井而言不需要卸压，同时解决了污水排放问题，降低注水成本；对整个注采网来说，对周边受益井，注水站注入工作不影响，保持整个注采网络地层压力系统不受破坏，不需要再建压力平衡，有利于提高注水实效。

目前带压技术和装备在国外已非常成熟，辅助式和独立式设备及其配套工具序列齐全，设备实现了全液压举升。随着各油田对油层保护的高度重视及带压作业技术的逐步完善，2000年以后该项技术在国内得到了快速发展。

油管接箍探测设备，在油管起下过程中判断油管接箍位置，防止防喷器的密封橡胶件被磕碰，引起带压作业存在安全隐患。油管接箍探测设备的精确探测，不仅可以避免起下油管接箍的过程中防喷器胶芯与油管接箍的磕碰，提高防喷器密封胶芯的使用寿命，提高带压作业效率。然而，接箍探测设备中探头接触到油管柱，接触力过大易引起探头及油管柱的磨损；接触力过小，油管起下作业中的振动可能是探头偏离油管柱，导致探测的准确性降低。

发明内容

发明目的:本发明通过对带压作业接箍探测装置探头侧向力计算分析，确定探头和油管的最佳接触力，有效控制探头和油管的磨损，提高使用寿命，同时利于接箍探测装置的探测准确度提高。

发明内容:本发明提供一种用于带压作业接箍探测装置探头侧向力的确定方法，包括以下步骤：

步骤100：明确带压作业油气井管柱结构参数及作业油气井地层压力参数；所述油气井管柱结构参数包括：油管长度、井口处距离、油管外径、油管内径、泊松比、油管线密度、弹性模量、热膨胀系数、地温梯度、油管内液体密度；通过查阅地层资料获取油气井地层压力参数，即井内压力；

步骤200：探头侧向力分析

当管柱偏离井口中心，侧向力R＝tgφQ；

其中，tgΦ＝δ/L，δ为起升装置与井口中心偏移距离既大钩偏差，L为起升装置与油管端部距离；Q油管轴向负荷，Q＝p_g+p_f+p_d+p'_g-p_sd，P_g为管柱在井内液体中的重量，P_f为管柱起下时与井壁的摩擦阻力，P_d为动载荷，p'_g为打捞作业时落物的重量及某些井下工具的解封和释放拉力，P_sd为上顶力；