【正文】 波紋石油工具公司又開發(fā)出 “8M”型連續(xù)油管作業(yè)機(jī)，使用外徑為 的連續(xù)油管，其提升能力為。西南管材公司(Southwesten Pipe Inc.)于 1969 年開始生產(chǎn)連續(xù)油管，采用屈服強(qiáng)度為 345～379MPa 的鋼板，并改進(jìn)制造工藝，從各個(gè)方面提高了連續(xù)油管的性能。由于連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)從一開始投入使用便顯示了其諸如不需上卸扣、接單根，從而可節(jié)省起下油管的時(shí)間，并可連續(xù)向井下循環(huán)液體，減少對地層的傷害等優(yōu)點(diǎn)，連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)在 60 年代初至 70 年代初得到迅速發(fā)展，在油、氣田生產(chǎn)中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。卷筒上的連續(xù)管柱連續(xù)地從井中下入和起出。 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 目 錄摘 要 .......................................................................................................................iABSTRACT.............................................................................................................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第 7 章 結(jié) 論 ...................................................55參考文獻(xiàn) ........................................................57致 謝 ...........................................................60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)。連續(xù)油管鉆井的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用摘 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。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。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。 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。至 70 年代初，已有 200 多臺連續(xù)油管作業(yè)機(jī)廣泛用于油、氣井的清砂和注氮作業(yè)。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。 (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)。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)。1990 年，外徑為 的連續(xù)油管投入完井作業(yè)；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) 。 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。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。連續(xù)油管鉆井對小直徑淺直井、定向井和水平井都適合。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)。美國從 1994 年起就開始在其 Pruhole灣油田東部地區(qū)全面實(shí)施連續(xù)油管鉆井計(jì)劃。現(xiàn)在全世界連續(xù)油管的年耗量近 500104m，井下作業(yè)量以每年 25%的速度增加。連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備作業(yè)車的數(shù)量已達(dá)到 600 多臺，并且每年以 20%的速度增長，它們是由美國 HULLIBUTON 公司、BOVEN 工具公司、CVDD 公司、加拿大和俄羅斯的一些公司生產(chǎn),這些作業(yè)車集氣、液、電一體化,自動(dòng)化程度高、可靠性好，能完成多種作業(yè) [4]。各油田在作業(yè)工藝的開發(fā)上發(fā)展不均衡，表 國內(nèi)陸上油田連續(xù)油管作業(yè)分布表油田單位 數(shù)量（臺） 作業(yè)工藝 引進(jìn)時(shí)間 作業(yè)井次（累計(jì)）長慶井下技術(shù)作業(yè)處 1沖砂、打撈、氣舉助排（排液）土哈井下技術(shù)作業(yè)公司 2洗井、氣舉排液鉆磨、酸化解堵四川井下技術(shù)作業(yè)公司吉林井下技術(shù)作業(yè)公司 3 通井、沖砂洗井大慶試油試采公司 1替噴、氣舉、氮?dú)馀乓骸⑾淳?、沖砂解卡、解除蠟堵蠟卡遼河沈陽工程技術(shù)處 2 1981981991新疆準(zhǔn)東石油技術(shù)有限公司 3華北井下作業(yè)技術(shù)公司 1克拉瑪依試油處 3大港油田井下作業(yè)公司 1勝利油田 1南陽油田 1中原油田 1合 計(jì) 21 使得整體應(yīng)用水平一般，有待于研究開發(fā)新的作業(yè)工藝及工具，解決各油田存在的作業(yè)難題；設(shè)備動(dòng)力下降、液路系統(tǒng)內(nèi)漏!配件供應(yīng)不及時(shí)，使得作業(yè)效率下降；采油廠按照連續(xù)油管作業(yè)成本和通常的利潤支付作業(yè)費(fèi)用，未考慮用常規(guī)作業(yè)的高額費(fèi)用和施工周期長對原油產(chǎn)量造成的影響，大大地減少了連續(xù)油管作業(yè)的利潤和積極性，同時(shí)也降低了采油廠的綜合經(jīng)濟(jì)效益；宣傳力度不夠，對此項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢的認(rèn)識不到位。連續(xù)油管被皺折或癟脹。排管器離合器的摩擦片失效。三十多年，國內(nèi)外專家學(xué)者對連續(xù)油管進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和研究，取得了許多有益的進(jìn)展。從七十年代末到八十年代初，連續(xù)油管制造商對連續(xù)油管的牽引起下和卷繞設(shè)備的設(shè)計(jì)及操作規(guī)范做了許多改進(jìn)，改善了地面設(shè)備的性能和可靠性，顯著地降低了設(shè)備的損壞率。國外開發(fā)了“連續(xù)油管強(qiáng)度狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測器” ，可隨時(shí)了解連續(xù)油管的損害狀況。在美國休斯敦，每年都要舉行幾次有關(guān)連續(xù)油管方面的專題研討會(huì)。石油大學(xué)、青島建筑工程學(xué)院等對連續(xù)油管的受力、疲勞及可靠性進(jìn)行了研究,吉林石油管理局還申請了“油井多功能復(fù)合連續(xù)油管”專利,但沒有形成產(chǎn)品；江漢機(jī)械研究所、石油大學(xué)、西安石油學(xué)院對連續(xù)油管作業(yè)車及其配套裝置也只是在理論上進(jìn)行了探討。(3)連續(xù)油管主要應(yīng)用在修井作業(yè)，還未應(yīng)用到鉆井上，且相應(yīng)配套的連續(xù)油管工具、鉆井技術(shù)差。不論是在直井還是水平井，連續(xù)油管技術(shù)都是一種更加經(jīng)濟(jì)的作業(yè)手段，能夠大大降低作業(yè)成本和對作業(yè)環(huán)境的損害。利用連續(xù)油管進(jìn)行老井重入，為油公司提供了利用現(xiàn)有井筒開采其他儲層及深部儲層的機(jī)會(huì)，并可以達(dá)到提高井的產(chǎn)量、減少邊底水的錐進(jìn)、重新構(gòu)造二次及三次采油過程中的泄流形式等目的，同時(shí)節(jié)省了打新井的鉆井、完井投入。在國外，用連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)已能完成 20 多種作業(yè)工藝，并且其應(yīng)用范圍正在進(jìn)一步擴(kuò)大。因此,隨著我國側(cè)鉆井和小井眼鉆井需求的不斷增加，連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)在我國水平井鉆井、修井及完井作業(yè)中將會(huì)發(fā)揮巨大的作用。1964 年，Roy H. Culla Research 公司研制了一種鉆井系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用了一個(gè)連續(xù)的、靈活的鉆井管柱( 外徑 )來循環(huán)液體，并使用電流來驅(qū)動(dòng)井下電動(dòng)馬達(dá)，使用一個(gè)液壓注入頭來放入或回收鉆井管柱。連續(xù)油管鉆井技術(shù)（CTD）的發(fā)展和應(yīng)用始于 90 年代初，目前仍處于研究和開發(fā)的初級階段。連續(xù)油管鉆井對小直徑淺直井、定向井和水平井都適合。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)。美國從 1994 年起就開始在其 Pruhole灣油田東部地區(qū)全面實(shí)施連續(xù)油管鉆井計(jì)劃。連續(xù)油管鉆井與常規(guī)鉆井相比，主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn) [7]：(1)能夠安全地實(shí)現(xiàn)欠平衡壓力鉆井作業(yè)，有