[发明专利]一种基于水平井修井管柱的优化组合方法在审

专利信息
申请号: 201910237322.0 申请日: 2019-03-27
公开(公告)号: CN109784003A 公开(公告)日: 2019-05-21
发明(设计)人: 冯定;陈文康;孙巧雷;杜宇成 申请(专利权)人: 长江大学
主分类号: G06F17/50 分类号: G06F17/50
代理公司: 荆州市亚德专利事务所(普通合伙) 42216 代理人: 乔士铖
地址: 434020 *** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 修井管柱 优化组合 水平井 油管 天然气开采 理论基础 企业生产 钻井技术 串连接 井斜角 小油管 再连接 石油
【说明书】:

发明涉及一种基于水平井修井管柱的优化组合方法;属石油、天然气开采钻井技术领域。该优化组合方法确定了工具串连接多根重量较小油管再连接多根重量较大油管组成的修井管柱中重量较大油管的下入深度到井斜角A度时是最优比例关系,进而使现有修井管柱达到最佳下入能力,从而为修井管柱组合提供理论基础,满足了企业生产使用的需要。

技术领域

本发明涉及一种基于水平井修井管柱的优化组合方法;属于油田修井作业管柱组合领域。

背景技术

随着水平井综合能力和工艺技术的发展,长水平段水平井在油田运用逐渐增加,其水垂比越来越大,水平段长度越来越长;在现场作业过程中,人们常将修井管柱下入到井筒水平段进行修井作业。修井管柱在井筒中下入时一般依靠自重作为动力,当下入造斜段时,随着井斜角的增加,修井管柱逐渐开始紧贴井筒,下至水平段直至完全躺在井筒上。传统的修井管柱由工具串连接多根重量较小油管组成;修井管柱逐步下入过程中,随着下入深度的增加,其与井筒的接触面积也逐步增大,从而导致其摩阻逐步增大;进而导致修井管柱下入至水平段一定深度时,其难以依靠修井管柱自身重量继续下入,从而导致修井管柱下入深度不够的问题时有发生。为了解决这一问题,现有的修井管柱由工具串连接多根重量较小油管后再连接多根重量较大油管组成;其通过增加修井管柱自身重量的方式,增强了其下入能力,在一定程度上解决了传统修井管柱下入困难的问题;但现有修井管柱由于重量较小油管与重量较大油管之间的比例关系,是由施工人员的根据经验得出的,其并无理论基础;因此有必要研发一种优化组合方法,以指导一线工人的施工。

发明内容

本发明目的在于:提供一种基于水平井修井管柱的优化组合方法,以为修井管柱组合提供理论基础,从而得到重量较小油管与重量较大油管之间的最优比例关系,进而使现有修井管柱达到最佳下入能力。

本发明的技术方案是:

一种基于水平井修井管柱的优化组合方法,其特征在于:所述的该基于水平井修井管柱的优化组合方法包含如下步骤:

(1)、水平井修井管柱载荷计算模型的建立;

选取一般水平井从井口到井底整个部分为研究对象,井筒中的修井管柱主要由工具串连接多根重量较小油管后再连接多根重量较大油管组成,现将修井管柱沿井眼轴向方向划分为垂直段、造斜段、水平段和作业前端四段进行研究,设修井管柱相对应的井筒上设置有n个井眼轨迹测点;并把相邻井眼轨迹测点之间的部分看作是一个连续微元段,则修井管柱可以离散成n-1个微元段;

在建模之前首先做如下假设:1)修井管柱处于线弹性变形状态;2)修井管柱在水平井的水平段视为与井筒连续性接触,并忽略工具串在最大直径处产生的弯曲变形;3)修井管柱的轴线与井眼轨迹的轴线一致;4)修井管柱在各井段摩擦系数采用摩擦系数拟合法计算;5)修井管柱中动载不大,可略去;6)修井管柱的温度变化对本研究的修井管柱受力影响不大;在假设条件下水平井修井管柱载荷计算模型的建立包含以下步骤:

a、修井液与修井管柱相互作用分析:

在实际生产作业中,由于井筒内和修井管柱内均存有修井液,当修井管柱上提或者下入时修井液会对修井管柱产生沿程水力摩阻和黏滞阻力,故考虑到上述各个影响对修井管柱的修井液摩阻进行修正如下:

其中:

-修井管柱的修井液摩阻,N;

-修井管柱所受到的黏滞阻力,N;

-修井管柱所受到的沿程水力摩阻,N;

-修井管柱外径,mm;

-修井管柱内径,mm;

-井眼直径,mm;

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