【正文】 達(dá)彎外殼產(chǎn)生所需的切削力。(4)側(cè)鉆開窗完成后，首先鉆造斜段和穩(wěn)斜段，最后鉆水平井段，側(cè)鉆工藝與常規(guī)側(cè)鉆類似。曲線坐標(biāo) S 處(A 點(diǎn))的集中力 為： )(sF? (41)()()tsTQnsb????????微元段 處(B 點(diǎn))的集中力 為： ds?)(dsF?? ()()()()(tsdtFTnQbnb?????????? (42)微元段 ds 上的均布接觸力 為： )(sqc? (43)())(btqsNs?????????單位長度管柱浮重 為： pW (44)pmfqK??式中： 浮力系數(shù)， 為作業(yè)液密度， 為管柱材f smf?/1??s?料密度。其公式為： (415)0cossusmfuNdTqK?????????式中： 微元段上的摩擦力，N， “ ”代表起下管柱工況，起管柱取“+ ”，下管柱取 “”，以后同。 側(cè)壓力求解如前所述，作用在各支撐點(diǎn)上的側(cè)壓力應(yīng)該是空間斜平面上的支撐點(diǎn)側(cè)壓力 力平面內(nèi)垂直于空間斜平面方向的側(cè)壓力 的合成，即：nNbN (426)22nb??空間斜平面上的支撐點(diǎn)側(cè)壓力 下式計(jì)算：nN (427)12iiinqLM?式中： —兩跨之間均布橫向載荷集度；f —兩跨之間的長度；i—兩跨之間的彎矩。眾多的研究表明：摩阻系數(shù)的大小取決于多種因素，它是材料與各種條件的綜合特性，而不是材料自身的固有特性。當(dāng)連續(xù)油管進(jìn)人導(dǎo)引架時，油管由直變彎、導(dǎo)引架彎曲半徑從 54 英寸( 米) 到 98 英寸( 米) ，油管發(fā)生塑性彎曲變形，圖中示。摩阻系數(shù)的變化將會引起管柱軸向載荷的極大變化。 模型的邊界條件鉆頭處的邊界條件對模型的計(jì)算結(jié)果影響很大，連續(xù)油管鉆井的工況大概分為:起鉆、下鉆、正常鉆進(jìn)等三種。)(EIKsb式中：E—彈性楊氏模量，kN/m 2 ； I—管柱慣性矩， m4；各段的段長，m。 管柱三維剛桿模型(1)基本假設(shè)條件 管柱與井壁連續(xù)接觸，管柱軸線與井眼軸線一致； 井壁為剛性； 管柱單元體所受重力、正壓力、摩阻力均勻分布； 計(jì)算單元體為空間斜平面上的一段圓弧。隨著起始磨鞋和導(dǎo)引孔的改進(jìn)，吊打的時間已經(jīng)大大縮短。導(dǎo)引孔有近邊導(dǎo)引、遠(yuǎn)邊導(dǎo)引和曲線導(dǎo)引三種幾何形狀，大多數(shù)井中采用曲線導(dǎo)引，因其易于定向和可預(yù)測造斜，且從直井眼段經(jīng)過平緩的導(dǎo)引曲率段到窗口的最高曲率處過渡平滑，減小了井下鉆具組合穿過窗口的阻力。 開窗側(cè)鉆工藝 連續(xù)軟管過油管側(cè)鉆技術(shù)包括水泥塞開窗側(cè)鉆技術(shù)、水泥環(huán)內(nèi)置造斜器開窗側(cè)鉆技術(shù)和過油管造斜器開窗側(cè)鉆技術(shù) [18]。不使用 MWD 穩(wěn)定器，為減少鉆壓傳遞問題 ,鉆井液馬達(dá)的抗磨墊塊限制在 3mm 以內(nèi)。彎外殼鉆井馬達(dá)，馬達(dá)上安裝有 176。 連續(xù)油管開窗側(cè)鉆技術(shù)連續(xù)油管過油管開窗側(cè)鉆技術(shù)與常規(guī)側(cè)鉆技術(shù)相比，最大的優(yōu)勢在于可以不起下油管，直接通過油管進(jìn)行套管開窗側(cè)鉆，即過油管側(cè)鉆，加上連續(xù)油管無接頭以及連續(xù)油管鉆機(jī)固有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使連續(xù)油管側(cè)鉆能顯著節(jié)約鉆井成本,是一種可靠、安全、經(jīng)濟(jì)的對現(xiàn)存老井眼進(jìn)行側(cè)鉆的有效方法 [17]。更重要的是這種方式不需要進(jìn)行鉆桿上卸扣作業(yè)而中斷鉆井液循環(huán)。(3)起下管柱時的壓力控制起下管柱時，必須保持井底壓力的恒定。 保持動態(tài)近平衡狀態(tài)的作業(yè)要求(1)井底壓力控制 [16]如果當(dāng)量循環(huán)密度設(shè)計(jì)值不變，可以利用井口壓力，通過生產(chǎn)油管環(huán)空作用到連續(xù)油管上，就能維持近平衡條件。(4) 可實(shí)時進(jìn)行環(huán)空壓力測量在通常情況下，鉆井液脈沖 MWD 工具不能在欠平衡鉆井所用的可壓縮鉆井液中使用，這樣,就無法進(jìn)行測量。如果井筒流體力學(xué)設(shè)計(jì)合理，可以避免出現(xiàn)巖屑墊層。特別是水平井鉆井，可實(shí)現(xiàn)邊噴邊鉆，既有利于保護(hù)油氣層不受傷害，又有利于用產(chǎn)出地層流體增大環(huán)空流量，更好地將水平段巖屑攜帶出來，提高機(jī)械鉆速。小井眼 CT 鉆井通過減小井眼尺寸，大大地減少了鉆屑和泥漿體積，從而減少了廢液、廢氣的產(chǎn)生。環(huán)保問題日趨重要，減少對環(huán)境的影響己成為鉆井的主要問題之一，小井眼 CT 鉆井技術(shù)為最大程度地減少廢物和改善對整個環(huán)境的影響提供了一個有效的途徑。這些費(fèi)用的減少加上使用小直徑的井下馬達(dá)與 PDC 等小尺寸鉆頭所得到的較高鉆速，成本減少可達(dá) 50 %。這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合，將大大地降低鉆井成本和鉆井對產(chǎn)層造成的損害，能給鉆井人員提供一個安全的工作環(huán)境，能在海上及陸上邊遠(yuǎn)地區(qū)、環(huán)境敏感地區(qū)和一些惡劣自然環(huán)境下進(jìn)行常規(guī)鉆井技術(shù)所不能完成的作業(yè)，并且比常規(guī)鉆井技術(shù)更易于實(shí)現(xiàn)自動化、智能化鉆井，此技術(shù)有著巨大的市場潛力。連續(xù)油管鉆機(jī)(CTD)在普魯?shù)没魹?(Prudhoe)延伸現(xiàn)有水平井或水平側(cè)鉆，其成本是常規(guī)鉆機(jī)的 40%，利用此項(xiàng)技術(shù)鉆斜井，平均日產(chǎn)油量由以前的 900 桶升至2022 桶,經(jīng)濟(jì)效益顯著。電潛泵馬達(dá)與行星式變速箱連接，能夠把輸出軸轉(zhuǎn)速降低到與鉆井條件相適應(yīng)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)連續(xù)油管起出井口以后，使用打撈工具來回收下部鉆具組合。連續(xù)油管鉆井中所用的容積式馬達(dá)主要有三種類型：高速低扭矩、中速中扭矩和低速高扭矩。一般呈井下鉆具組合形式 [11]，見圖 鉆頭用于連續(xù)油管鉆井的鉆頭應(yīng)具備：(1)在低鉆壓和高轉(zhuǎn)速下應(yīng)具有足夠的破巖能力；(2) 在鉆井過程中,鉆頭對扭矩的要求要低，以避免高扭矩使連續(xù)油管疲勞破壞。 泥漿循環(huán)系統(tǒng)連續(xù)油管鉆井中所選擇的泥漿，既不能損壞泥漿馬達(dá)橡膠定子，同時能最大限度地減少連續(xù)油管內(nèi)的摩擦壓力損失，使泥漿在環(huán)空中具有足夠的攜巖能力。CTU 可分為常規(guī)型和復(fù)合型 2 種型式，以適應(yīng)不同的作業(yè)用途、工況和道路條件的要求，其中,常規(guī)型主要有拖車式、車裝式、橇裝式 3 種型式。(4)控制室。(2)卷筒。(3)因連續(xù)油管不能像常規(guī)鉆桿那樣旋轉(zhuǎn)，無法攪動可能形成的巖屑床，增大了卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)。(3)連續(xù)油管鉆井特別適用于小眼井鉆井、老井側(cè)鉆、老井加深。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)油管鉆井對小直徑淺直井、定向井和水平井都適合。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)動井下電動馬達(dá)，使用一個液壓注入頭來放入或回收鉆井管柱。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。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。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。國外開發(fā)了“連續(xù)油管強(qiáng)度狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測器” ，可隨時了解連續(xù)油管的損害狀況。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。連續(xù)油管被皺折或癟脹。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,自動化程度高、可靠性好，能完成多種作業(yè) [4]。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)油管鉆井對小直徑淺直井、定向井和水平井都適合。 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。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)。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。 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。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。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。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。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) .........................................................