【正文】 閉式作業(yè)機(jī)等，使得地面設(shè)備的品種和型式更加豐富。連續(xù)油管是一種高強(qiáng)度高韌性管材。卷筒前上方裝有排管器和計(jì)數(shù)器。(6)連續(xù)油管使用壽命較短。(5)連續(xù)油管內(nèi)可以內(nèi)置電纜，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和隨鉆測(cè)量。 連續(xù)油管鉆井的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)在鉆井工程中,連續(xù)油管的應(yīng)用包括:取心、安放造斜器和開(kāi)窗側(cè)鉆、無(wú)線隨鉆測(cè)量、導(dǎo)向工具的有線測(cè)量、下尾管和懸掛器等。對(duì)于裂縫性壓力遞減儲(chǔ)層和酸氣井，用連續(xù)油管鉆機(jī)進(jìn)行欠平衡鉆井最為理想、有效。80 年代中后期，世界范圍內(nèi)原油價(jià)格下跌，迫使國(guó)內(nèi)外作業(yè)公司和服務(wù)公司研究和采用可降低鉆井成本的新方法，再加上連續(xù)油管質(zhì)量和可靠性的提高，連續(xù)油管在修井和完井等作業(yè)中的應(yīng)用急劇增加，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。我國(guó)西部油田的開(kāi)采也以大量的深井、超深井及水平井、叢式井為主。在完井過(guò)程中，可使用鉆井用連續(xù)油管作業(yè)機(jī)直接進(jìn)行射孔、增產(chǎn)措施、地層誘噴以及下入連續(xù)油管作為生產(chǎn)管柱進(jìn)行生產(chǎn)等。(2)缺乏必要的連續(xù)油管疲勞壽命、應(yīng)力、摩阻分析的試驗(yàn)裝置，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用連續(xù)油管缺乏理論依據(jù)。有關(guān)連續(xù)油管在作業(yè)時(shí)的摩阻分析、疲勞壽命及破壞機(jī)理的研究，更為國(guó)外專家學(xué)者所重視。六十年代到七十年代末，主要研究連續(xù)油管的物理機(jī)械性能，并研制了不同尺寸、屈服強(qiáng)度的連續(xù)油管。注入頭的鏈條被損壞。 （見(jiàn)表 ）連續(xù)油管技術(shù)和裝備在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用主要局限于直井的簡(jiǎn)單作業(yè)，應(yīng)用情況有好有差，但總體應(yīng)用情況不如人意，沒(méi)有反應(yīng)和顯示此項(xiàng)技術(shù)的真實(shí)水平和特點(diǎn)，其主要原因是：每臺(tái)(套 )設(shè)備年作業(yè)能力 100~120 井次，實(shí)際平均年作業(yè)量不到 40 井次；大部分油田配套工具不完善，使得應(yīng)用的作業(yè)工藝少，有些油田適合連續(xù)油管作業(yè)的井次少，作業(yè)成本比較高。國(guó)外的連續(xù)油管技術(shù)已得到了較廣泛的應(yīng)用，以美國(guó)普拉得霍灣西部作業(yè)區(qū)為例,每年使用連續(xù)油管作業(yè)超過(guò) 1000 井次。對(duì)于裂縫性壓力遞減儲(chǔ)層和酸氣井,用連續(xù)油管鉆機(jī)進(jìn)行欠平衡鉆井最為理想、有效。1991 年,ELF 公司首次使用新研制的連續(xù)油管在巴黎盆地鉆井取得成功,并證實(shí)了它的可行性。至 1993 年底，全世界在用的連續(xù)油管作業(yè)機(jī)數(shù)量己達(dá) 561 臺(tái)，連續(xù)油管的年消耗量達(dá) 426 萬(wàn)米，連續(xù)油管的最大作業(yè)深度達(dá) 7125m，并且更大直徑的連續(xù)油管不斷問(wèn)世。的連續(xù)油管。1968 年，波紋石油工具公司又開(kāi)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。由于連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)從一開(kāi)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(duì)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。 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)。 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)。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。典型的連續(xù)油管長(zhǎng)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。1964 年，美國(guó)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(kāi)始生產(chǎn)外徑為 的連續(xù)油管。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)。 (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)。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(wèn)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) 。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。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(jiǎn)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)?，F(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。各油田在作業(yè)工藝的開(kāi)發(fā)上發(fā)展不均衡，表 國(guó)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(tái)） 作業(yè)工藝 引進(jìn)時(shí)間 作業(yè)井次（累計(jì)）長(zhǎng)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?、洗井、沖砂解卡、解除蠟堵蠟卡遼河沈陽(yáng)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(yáng)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(kāi)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(rùn)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(zhǎng)對(duì)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(rùn)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(duì)此項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的認(rèn)識(shí)不到位。排管器離合器的摩擦片失效。從七十年代末到八十年代初，連續(xù)油管制造商對(duì)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。在美國(guó)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)。(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。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(kāi)采其他儲(chǔ)層及深部?jī)?chǔ)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(guò)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。因此,隨著我國(guó)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(guó)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。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(kāi)發(fā)的初級(jí)階段。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(jiǎn)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)，有利于保護(hù)油氣層，提高鉆速。(6)減少作業(yè)人員。 地面設(shè)備連續(xù)油管鉆井的地面設(shè)備主要由連續(xù)油管作業(yè)機(jī)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)和井控系統(tǒng)組成 [8]。卷筒所能纏繞連續(xù)油管的長(zhǎng)度和直徑的大小主要取決于卷筒的外徑、寬度、筒芯的直徑、運(yùn)輸設(shè)備的要求等。目前，美國(guó)有三家公司( 均位于休斯敦) 制造連續(xù)油管，即精密管技術(shù)公司、優(yōu)質(zhì)管公司、西南管子公司。圖 至圖 展示了幾種典型的地面設(shè)備，其中圖 所示的車裝式連續(xù)油管作業(yè)機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，移運(yùn)方便靈活，適合我國(guó)的道路和井場(chǎng)條件，較小直徑的連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備通常采取這種結(jié)構(gòu)形式；圖 車裝式連續(xù)油管作業(yè)機(jī)圖 所示的拖車式連續(xù)油管作業(yè)機(jī)將各個(gè)工作機(jī)構(gòu)集中布置在拖車上，采用通用的牽引車移運(yùn)，適合較好的道路和井場(chǎng)條件，較大直徑的連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備通常采取這種結(jié)構(gòu)形式；圖 拖車式連續(xù)油管作業(yè)機(jī)圖 所示的橇裝式連續(xù)油管作業(yè)機(jī)采用模塊化結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)連續(xù)油管作業(yè)機(jī)的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，將其主要部件劃分為合適的模塊，因此制造相對(duì)較為簡(jiǎn)單，用于海上平臺(tái)的連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備通常采用這種結(jié)構(gòu)形式；圖 橇裝式連續(xù)油管作業(yè)機(jī)圖 和圖 所示的自帶吊車和井架的連續(xù)油管作業(yè)機(jī)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其突出特點(diǎn)是，作業(yè)時(shí)不需要另外的起吊設(shè)備，但移運(yùn)時(shí)對(duì)道路和井場(chǎng)條件的要求較高；圖 拖車帶吊車式連續(xù)油管作業(yè)機(jī)圖 拖車帶井架式連續(xù)油管作業(yè)機(jī)圖 所示的專用連續(xù)油管鉆井裝備結(jié)構(gòu)齊全而復(fù)雜，造價(jià)昂貴,移運(yùn)困難，其突出的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，這種裝置將滾筒置于注入頭上方，作業(yè)時(shí)，省去了注入頭的導(dǎo)向器消除了因?qū)蚱饕鸬膹澢推谄茐?，因此能大大提高的使用壽命。泥漿泵的功率應(yīng)滿足井下泥漿馬達(dá)和井眼清潔的要求。但用連續(xù)油管鉆井時(shí)，因連續(xù)油管不能旋轉(zhuǎn)，必須用一種專門的井下工具即定向工具來(lái)調(diào)整底部鉆具組合的工具面方位。 緊急分離機(jī)構(gòu)連續(xù)油管施工過(guò)程中，如果下部鉆具組合發(fā)生卡鉆或其它井下事故，就應(yīng)該使用分離機(jī)構(gòu)使連續(xù)油管與下部鉆具組合分離。(4)在過(guò)程控制系統(tǒng)、電纜安裝系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等方面也取得了明顯進(jìn)展。連續(xù)油管鉆井技術(shù)通過(guò)側(cè)鉆、小井眼、欠平衡鉆井和過(guò)油管作業(yè)等，開(kāi)發(fā)常規(guī)鉆井技術(shù)難以達(dá)到的、隱蔽的、枯竭的油氣藏。連續(xù)油管尺寸小，強(qiáng)度高,用其進(jìn)行小井眼鉆井具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì) [12]。目前，小井眼鉆井技術(shù)越來(lái)越多地采用 CT 鉆井技術(shù)，為降低鉆井成本和提高采收率提供了一個(gè)有效的途徑。(2)在鉆進(jìn)過(guò)程中不需停泵接單根，可實(shí)現(xiàn)鉆井液的連續(xù)循環(huán)，不必壓井就可以進(jìn)行換鉆頭和起下鉆作業(yè)。另外，由于小井眼 CT 鉆井所需裝備少于常規(guī)鉆機(jī)，小井眼 CT 鉆井所需的功率減小，燃油消耗和排放到大氣的廢氣也相應(yīng)地減少，對(duì)空氣的污染也就隨之減少。 欠平衡鉆井欠平衡鉆井是井筒內(nèi)靜液柱壓力低于地層壓力的情況下進(jìn)行的鉆井。另外，停泵后會(huì)形成巖屑?jí)|層。用常規(guī)的連接鉆桿柱進(jìn)行欠平衡鉆井，在連接鉆桿時(shí)，會(huì)失去其優(yōu)勢(shì)，而采用連續(xù)油管,因鉆井期間不用連接鉆桿，可始終維持欠平衡條件，從而充分地顯示出了欠平衡鉆井的優(yōu)越性。雖然欠平衡連續(xù)油管鉆井具有明顯的優(yōu)越性，但也有它的局限性，由于連續(xù)油管的柔性，使其易堵；所以，目前可達(dá)水平的長(zhǎng)度受到限制。作業(yè)中泵速變化與設(shè)計(jì)的井底壓力變化一致。最近 10 年來(lái),連續(xù)油管和常規(guī)的鉆桿旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)在欠平衡鉆井市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)很激烈。因泵油而非剪切時(shí)，60%～85% 氣體泡沫鉆井液超時(shí)分解，容易在井筒中分離成氣體和自由水的兩相體系。在浮動(dòng)接頭和非旋轉(zhuǎn)型接頭之間接有 4～6 節(jié)直徑 的鉆鋌，以增加鉆壓和工具面的穩(wěn)定性。增斜段 BHA：鉆增斜段不需使用鉆鋌，造斜使用無(wú)磁馬達(dá)和 PDC 鉆頭。 的彎外殼鉆井馬達(dá)。(2)鉆導(dǎo)引孔在水泥塞上鉆導(dǎo)引孔至開(kāi)窗點(diǎn)，該點(diǎn)位于新老井眼交匯處。～3176。為了便于分析，本文將整個(gè)管柱分為若干桿柱單元段，通過(guò)對(duì)每一個(gè)單元桿柱進(jìn)行受力分析，疊加摩擦力的影響，從而求得整個(gè)連續(xù)油管柱的軸向載荷。22bN??式中： 、 曲線坐標(biāo) S 處的主法線和付法線方向的剪切力， N；nQ、 一主法線和付法線方向的均布接觸力，N ；b摩阻系數(shù)，提管柱時(shí)取“+”，下管柱時(shí)取“”號(hào)。(2)模型建立取任一單元桿柱 ，如圖 所示，作用在單元桿柱上的力見(jiàn)下表Li[1922]：表 作用在單元桿柱上的力根據(jù)基本假設(shè)，它位于空間斜平面 Ri 上，為了便于分析，分別以集中力代替分布力，并以單元桿柱的中點(diǎn)為原點(diǎn)建立笛卡兒坐標(biāo)系—xyz 坐標(biāo)系，如圖 所示，x 軸為切線方向，xy 平面與 Ri 平面重合，z 軸與 Ri平面垂直向下。對(duì)于每跨梁之間的橫向載荷集度可由下式計(jì)算： (428)sini iQw???其中參考(425)式進(jìn)行計(jì)算。不同泥漿體系下的摩擦系數(shù)取值，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。因此，它在一次起、下作業(yè)過(guò)程就要經(jīng)受 6 次拉伸一彎曲交替變形。由下式計(jì)算： (429) (cos)/2biiNwL??于是，將式(429)、式(427)帶入(426)可得作用在支撐點(diǎn)上的側(cè)壓力 (430)21/nb? 摩阻系數(shù)的處理在前面推導(dǎo)的公式中，摩阻系數(shù)(181。i?1?利用余弦定理，以上兩向量的夾角 2δ 可表示為： (421)22211iii iiFF???????????斜平面 Ri 的傾角 θ 為合向量 與向量 的夾角，可由下式求解： (422)222111arcosi igigiigiNNF????? ????? ??? ?方程(418)可以表示為如下形式： (423)?????????0sinco 0cossinsico1????????NNFggi為正壓力 N 與 Y 軸的夾角，通過(guò)(423)可消除 ，由此可得單元管?柱軸向載荷的求解模型： (424)?????????????????????22 221F 0cossinsinsicocbneg ggiiNLWNFF????????鋼鉆 井 液注：管柱向上運(yùn)動(dòng)時(shí)?。?hào)，向下運(yùn)動(dòng)時(shí)?。?hào)當(dāng)己知單元桿柱下端的軸向力 ，則由上述方程組可求出單元桿柱上iF端的軸向力 ，由此向上計(jì)算，可求得整個(gè)管柱的軸向力。?如前所述，本文認(rèn)為井眼軸線相鄰兩測(cè)點(diǎn)為空間斜平面上的一段圓弧，井眼撓率始終位于密切面內(nèi)，由密切面定義可知： 。兩種模型在石油鉆井中都得到了廣泛的應(yīng)用，軟桿模型主要用于井眼曲率變化較小的井眼，而剛桿模型在井眼曲率變化大的井眼中具有更高的精確度(如中小曲率半徑的水平井、側(cè)鉆水平井)。在開(kāi)窗作業(yè)中，最重要的技術(shù)之一是吊打,吊打的關(guān)鍵是鎖住注入頭一段時(shí)間磨銑套管，從而使磨鞋磨進(jìn)套管 。鉆導(dǎo)引孔采用常規(guī)的短拋物線型金鋼石鉆頭，接著下 1176。有條件時(shí)可采用正電膠鉆井液體系?！?76。彎角的彎外殼鉆井馬達(dá)和拋物線狀的金剛石速磨鉆頭。一旦壓力波動(dòng)超過(guò)儲(chǔ)層壓力，大量的鉆井液就會(huì)侵入地