[发明专利]用于斜井的套管扶正器及其叶片长度设置方法、系统

说明书

本发明提供了一种用于斜井的套管扶正器及其叶片长度设置方法、系统，基于斜井的受力不同，对每一对叶片进行分别设置，获得每对叶片长度各不相同的套管扶正器，由于每对叶片长度基于斜井的受力特点设置，可以消除斜井中扶正器的受力不均匀的问题导致的磨损程度不均匀的问题，延长了扶正器的叶片寿命，起到了很好的保护套管的作用，同时本申请形成了长度数学模型，可以为后续所有斜井的扶正器的设置提供参数指导，具有重大意义。

技术领域

本申请涉及油田钻探领域，更具体的，涉及一种用于斜井的套管扶正器及其叶片长度设置方法、系统。

背景技术

随着油气田勘探开发工作的不断深入，所钻遇的地层构造越来越复杂，斜井数量逐年增加，钻井难度越来越大，为了降低钻井综合成本，对钻井的质量提出了更高的 要求。套管扶正器是石油钻井下套管过程中的一个技术附件，装在套管柱上使套管柱 在井眼内居中。套管扶正器不仅能使套管顺利下入,还能确保套管在井眼中的居中度, 提高固井质量。

套管扶正器一般由6个叶片组成，主要材料是合金钢，入井过程中套在套管上， 起到使套管居中，保护套管的作用。

目前应用的6叶片套管扶正器各叶片长度相同，在直井中各叶片受力均匀，能起到很好的保护套管作用，但在斜井中，由于各叶片受到压力不同，使靠近井眼上边界 的3、4号叶片受压严重，容易造成损害，从而缩短整个扶正器的寿命，进而未能达 到保护套管的作用，造成套管变形，影响油井寿命。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题的至少一个，本申请提供一种用于斜井的套管扶正器及其叶片长度设置方法、系统，通过预设的长度数学模型，根据输入的套管的重量、 叶片材料的屈服极限参数、斜井角度、井眼直径以及扶正器的叶片设定宽度生成对应 每一对叶片的长度参数，每一对叶片的长度各不相同，可以消除斜井造成的影响，通 过对扶正器各叶片几何形状进行优化，使各叶片受力均匀，延长了扶正器寿命，起到 了很好的保护套管的作用。

本申请第一方面实施例提供一种用于斜井的套管扶正器的叶片长度设置方法，所述扶正器包括多对叶片，每个叶片的宽度相同并且每对叶片中的两个叶片在斜井中的 受力处于同一设定受力范围，包括：

获取叶片长度设置数据；所述叶片长度设置数据包括：套管的重量、叶片材料的屈服极限参数、斜井角度、井眼直径以及扶正器的叶片设定宽度，所述叶片设定宽度 根据所述套管的外径确定；

将所述叶片长度设置数据输入至预设的长度数学模型，以输出多个相互不同并且与每对叶片一一对应的叶片长度参数；

根据所述长度数学模型输出的多个叶片长度参数，对应设置所述扶正器的每对叶片的长度。

在某些实施例中，还包括：建立所述长度数学模型。

在某些实施例中，所述扶正器包括三对叶片，所述建立所述长度数学模型，包括：

建立与每对叶片对应的第一至第三长度对应关系子模型。

在某些实施例中，建立第一长度对应关系子模型包括：

获取多个钻井现场中的钻井参数和其中一对叶片的磨损程度，并针对该其中一对叶片，从钻井参数中选取出对应该其中一对叶片的多种参数，对应该其中一对叶片的 多种参数至少包括：每个钻井现场的每对叶片长度参数、套管外径、叶片材料的屈服 极限参数以及斜井角度；

执行迭代操作，拟合多种参数与该其中一对叶片的平均磨损程度之间的第一对应关系，基于所述第一对应关系，确定该其中一对叶片平均磨损程度低于设定范围时每 种参数的数值，依据每种参数的数值制作所述扶正器的样品并进行模拟试验，基于试 验得到的该其中一对叶片的模拟平均磨损程度对多种参数的参数类型进行修正，用修 正后的多种参数替换初始选取的多种参数，直至该其中一对叶片的模拟平均磨损程度 低于设定阈值；