【正文】 就開始在其 Pruhole 灣油田東部地區(qū)全面實(shí)施連續(xù)油管鉆井計(jì)劃。用連續(xù)油管鉆機(jī)進(jìn)行鉆井的最大優(yōu)點(diǎn)是井控安全 ,操作簡便靈活 ,不接單根 ,不必壓井就可以進(jìn)行換鉆頭和起下鉆作業(yè)。 連續(xù)油管鉆井對小直徑淺直井、定向井和水平井都適合。此后 ,連續(xù)油管鉆井便逐 漸增多 ,其技術(shù)上的發(fā)展也大大加快。 國內(nèi)外應(yīng)用概況 國外現(xiàn)狀 連續(xù)油管鉆井技術(shù)是 90 年代國外大力研究和發(fā)展的熱門鉆井技術(shù)之一。 1990 年，外徑為 ； 1992 年 1 月，外徑為 的連續(xù)油管問世 ； 1993 年，外徑為 的連續(xù)油管已用于深井試油 ； 1994 年，連續(xù)油管的最大直徑己達(dá) 。到了 80 年代中期，連續(xù)油管己被應(yīng)用于各類泵送作業(yè)、輸送井下工具及替換生產(chǎn)管柱，各連續(xù)油管制造廠商致力于較大直徑連續(xù)油管的開發(fā)。 (3)擴(kuò)大發(fā)展階段 進(jìn)入 80 年代后，連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)出現(xiàn)了新的轉(zhuǎn)機(jī) 。進(jìn)入 70 年代后，由于連續(xù)油管焊縫失效、設(shè)備故障及井下連續(xù)油管作業(yè)事故增多等多種綜合因素，人們開始對連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)的可靠性及安全性持懷疑態(tài)度 ，連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)的發(fā)展受到嚴(yán)重阻礙。至 70 年代初，已有 200 多臺(tái)連續(xù)油管作業(yè)機(jī)廣泛用于油、氣井的清砂和注氮作業(yè)。 在連續(xù)油管的發(fā)展過程中，其應(yīng)用裝備也隨著不斷發(fā)展和完善。 1964 年，美國布朗石油工具公司 (Brown Tools Co.)建立了連續(xù)油管生產(chǎn)線，生產(chǎn)外徑為 的連續(xù)油管，此后不久又開始生產(chǎn)外徑為 的 連續(xù)油管。與常規(guī)技術(shù)相比，連續(xù)油管技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)用且作業(yè)效率高，在油氣工業(yè)中已獲得廣泛認(rèn)可。 連續(xù)油管是一項(xiàng)正在引起油氣工業(yè)界高度重視的新技術(shù)。s fatigue life are analyzed schematically in the text and some advice for improving the fatigue life is presented in the end． Key words： coiled tubing drilling； equipment ； force analysis； mechanics characteristic ； fatigue life 中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） iii 目 錄 摘 要 ....................................................................................................................... i ABSTRACT ............................................................................................................. ii 目錄 ......................................................................................................................... iii 第 1 章 前 言 ......................................................................................................1 連續(xù)油管發(fā)展 概況 .......................................................................................1 國內(nèi)外應(yīng)用概況 ...........................................................................................3 國內(nèi)外研究概況 ...........................................................................................6 發(fā)展連續(xù)油管鉆井的意義 ...........................................................................7 第 2 章 連續(xù)油管鉆井技術(shù)與配套裝備 ............................... 9 發(fā)展歷程 .......................................................................................................9 連續(xù)油管鉆井的優(yōu)缺點(diǎn) .............................................................................10 地面設(shè)備 ..................................................................................................... 11 井下工具 .....................................................................................................16 連續(xù)油管鉆井技術(shù)新進(jìn)展 .........................................................................18 第 3 章 連續(xù)油管鉆井工藝技術(shù)分析 ................................ 19 小井眼鉆井 .................................................................................................19 欠平衡鉆井 .................................................................................................21 連續(xù)油管開窗側(cè)鉆技術(shù) .............................................................................25 第 4 章 連續(xù)油管受力分析及工作特性 .............................. 28 連續(xù)油管軸向載荷分析 .............................................................................28 連續(xù)油管工作特性分析 .............................................................................36 第 5 章連續(xù)油管失效分析及疲勞壽命計(jì)算 ........................... 42 連續(xù)油管失效分析 .....................................................................................42 連續(xù)油管疲勞壽命計(jì)算 .............................................................................45 影響連續(xù)油管疲勞壽命因素分析 ..............................................................47 第 6 章連續(xù)油管鉆井的評價(jià)與未來技術(shù)發(fā)展 ......................... 52 中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） iv 第 7 章 結(jié) 論 .................................................. 55 參考文獻(xiàn) ....................................................... 57 致 謝 .......................................................... 60 前 言 1 第 1 章 前 言 連續(xù)油管發(fā)展概況 連續(xù)油管 (Coiled Tubing，簡稱 CT)又稱撓性油管、盤管或柔管。 敘述了連續(xù) 油管 鉆井的優(yōu)缺點(diǎn)、連續(xù) 油管 鉆機(jī)系統(tǒng)、欠平衡連續(xù) 油管 鉆井及連續(xù)油管側(cè)鉆技術(shù)。 中國石油大學(xué)（華東）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 連續(xù)油管鉆井的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） i 摘 要 連續(xù)油管是相對于常規(guī)螺紋聯(lián)接油管而言的，它又稱為 撓性 油管、蛇形管或盤管。較為系統(tǒng)地闡述了連續(xù)油管的工作力學(xué)特性以及連續(xù)油管彎曲、抗內(nèi)壓強(qiáng)度和外部擠毀壓力分析計(jì)算模型。相對于用螺紋連接的常規(guī)油管而言，連續(xù)油管 (CT)是卷繞在卷筒上拉直后直接下井的長油管。典型的連續(xù)油管長達(dá) 7620m， 是一根連續(xù)管狀的高強(qiáng)度、低碳合金鋼 (楊氏模量、屈服強(qiáng)度 (～ )連續(xù)管柱。 現(xiàn)代連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)迄今己有 30 多年的歷史，其發(fā)展過程大致可分為三個(gè)階段，即 :60 年代初至 70 年代初的初期快速發(fā)展階段、 70 年代初至80 年代發(fā)展 “ 停滯 ” 階段和 80 年代以后的擴(kuò)大發(fā)展階段。波紋公司于 1967 年建立了連續(xù)油管生產(chǎn)線，主要生產(chǎn)外徑為 和 的連續(xù)油管。繼第一臺(tái)連續(xù)油管輕便修井裝置之后， 1964 年，布朗石油工具公司和埃索 (ESSO)石油公司共同研制出一種修 井用注入頭，使用的連續(xù)油管外徑為 mm，用于陸上和海上油井清砂作業(yè)。19641967 年，油、氣工業(yè)用連續(xù)油管外徑為 19. 05～ ,1967 年至 70年代初則主要使用 外徑為 ～ 。 70 年代是連續(xù)油管技術(shù)發(fā)展史上的 “ 灰色歲月 ” ，但到了 70 年代末至80 年代初，美國連續(xù)油管作業(yè)機(jī)的制造廠商開始針對其設(shè)備在現(xiàn)場的應(yīng)用情況，著重在連續(xù)油管作業(yè)設(shè)計(jì)和制造上進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，進(jìn)而提高了設(shè)備的性能，擴(kuò)大了連續(xù)油管作業(yè)機(jī)的適用管徑范圍，并大大降低了設(shè)備的失效率。隨著鋼材材質(zhì)和管材制造技術(shù)的改進(jìn)，以及連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備性能的不斷更新，各連續(xù)油管制造廠商抓緊時(shí)機(jī)，不斷開發(fā)出新的連續(xù)油管投入市場應(yīng)用。 80 年代后期，外徑為 。 至今，連續(xù)油管作業(yè)已涉及鉆井、完井、試油 、采油、修并和集輸?shù)榷鄠€(gè)作業(yè)領(lǐng)域。但是連續(xù)油管鉆井并不是新的鉆井概念 ， 早在 1976 年 ,加拿大的 Flex Tube公司就使用φ 60 連續(xù)油管作為鉆柱在加拿大 Alberta 東南部地區(qū)鉆淺氣井。 前 言 4 為了提高連續(xù)油管鉆井的能力和應(yīng)用 ,過去 10 年間 ,不少公司還投入巨資研究和開發(fā)連續(xù)油管鉆井技術(shù)及其裝備 ,并取得了巨大成就。其應(yīng)用范圍包括 :新的淺直井、定向井和水平井 ,老井加深、側(cè)鉆 ,過油管鉆井 ,產(chǎn)層取心以及完井鉆井等。連續(xù)油管鉆井深度目前已達(dá)到 3000m 左右 ,過油管側(cè)鉆的深度已達(dá)到 5000m[3]。目前在美國 Alberta 南部地區(qū) ,用連續(xù)油管鉆機(jī)鉆井的數(shù)量已占該地區(qū)所有開鉆井?dāng)?shù)量的 10%以上。世界上主要的連續(xù)油管制造廠商均集中在美國 ， 它們是精密油管技術(shù)公司、優(yōu)質(zhì)油管公司和西南管材公司。 國內(nèi)現(xiàn)狀 1985 年以來 ， 國內(nèi)陸上各油田共引進(jìn)連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備 20 多臺(tái) ， 主要分布在大慶、勝利、中原、河南、大港、遼河、新疆等油田。 現(xiàn)場使用中遇到的主要問題有 [5]： 連續(xù)油管被腐蝕或銹蝕現(xiàn)象嚴(yán)重。作業(yè)車底盤離合器斷裂。液壓系統(tǒng)故障。在現(xiàn)場實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上，總結(jié)歸納出部分力學(xué)分析計(jì)算模型，同時(shí)也研制出適應(yīng)連續(xù)油管作用的井下工具。八十年代制造商對連續(xù)油管加工工藝及熱處理進(jìn)行研究，提高了連 續(xù)油管的疲勞強(qiáng)度和使用壽命。大多數(shù)連續(xù)油管作業(yè)服務(wù)公司都有計(jì)算程序來模擬連續(xù)油管下入井筒后在各種軸向壓載下的幾何形狀和受力狀況，用該程序預(yù)先分析連續(xù)油管進(jìn)入水平段的可行長度。美國莫爾工程公司 (Maurer Engineering InC． )在這方面的研究處于領(lǐng)先地位， 該公司采用實(shí)驗(yàn)與理論研究相結(jié)合的方法開發(fā)了連續(xù)油管疲勞壽命預(yù)測的計(jì)算機(jī)軟件，隨大型鉆井與完井技術(shù)分析軟件一起向世界各大油田推出。與國外相比，還有不少差距，主要存在以下幾個(gè)方面的問題 ： (1)系統(tǒng)研究不夠。 (4)使用連續(xù)油管在修井、完井等作業(yè)中的費(fèi)用偏高，存在讓用戶不能接受的成本問題。法國、美國、加拿大和德國等先導(dǎo)試驗(yàn)表明，連續(xù)油管技術(shù)在己鉆井眼內(nèi)鉆直井或水平井，以及在淺油層鉆新井都是經(jīng)濟(jì)可行的。利用連續(xù)油管鉆小井眼井，可以大幅度降低勘探開發(fā)的費(fèi)用，預(yù)計(jì)將降低勘探鉆井成