【正文】 因此，如何正確合理地確定摩阻系數(shù)是軸向載荷分析中的一個重要內(nèi)容。)(1(sh??把常微分方程離散化，求得 T(s+1), Mb(s+1),Mb(s+2)，然后將其代入非線方程組求解，得出主副法線方向上的均布接觸力后，即可計算出微元段內(nèi)任意井深處的摩阻 F，和軸向力 T。一趟磨鞋的逐步成熟，使一趟開窗成為可能，不僅節(jié)約了開窗時間，節(jié)省了費用，而且可以避免第二趟磨鞋下井銜接的準(zhǔn)確性問題。其中，水泥塞開窗側(cè)鉆技術(shù)比較成熟，應(yīng)用廣泛，是 3 種技術(shù)中最可靠、經(jīng)濟、有效的一種。彎接頭。對于欠平衡鉆井作業(yè)來說，連續(xù)循環(huán)作業(yè)可以有效控制和維持井底壓力。井口壓力由回流管線上的附加節(jié)流裝置控制，節(jié)流管匯如圖 所示。采用連續(xù)油管鉆井，由于連續(xù)不停地循環(huán)鉆井液，井內(nèi)欠平衡狀態(tài)成為穩(wěn)態(tài)流動狀態(tài)，從而形成“真正的”欠平衡狀態(tài)。這樣，與鉆井液使用和處理有關(guān)的運輸和環(huán)境問題也明顯減少。小井眼用 CT 鉆井與常規(guī)接頭鉆桿鉆井相比，用 CT 鉆并操作簡便，施工安全，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)能夠安全地實現(xiàn)欠平衡壓力鉆井作業(yè)，有利于保護油氣層，提高鉆速。CTD 的發(fā)展趨勢和主要優(yōu)勢是小井眼、欠平衡、多側(cè)向、短半徑和重進入。 連續(xù)油管鉆井技術(shù)新進展(1)連續(xù)油管直徑不斷增大(最大尺寸達 )，制造材料由碳鋼發(fā)展到調(diào)質(zhì)合金鋼、鈦合金等合金材料及復(fù)合材料，強度從低強度發(fā)展到高強度( 屈服強度已達 960MPa)，焊接技術(shù)由多焊縫發(fā)展到少焊縫，直到無焊縫。目前,常用的鉆頭有 TSP、天然金剛石鉆頭和 PDC 鉆頭。前 2 種用于陸上，后者主要用于海洋 [10]。它由筒芯和邊凸緣組成。在老井側(cè)鉆或加深作業(yè)中，因連續(xù)油管直徑小可進行過油管作業(yè)，無需取出老井中現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，從而實現(xiàn)邊采邊鉆的目的，可顯著節(jié)約鉆井成本。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。因此，如何引進、吸收和開發(fā)連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)，是擺在我國科研人員面前的又一新的課題。與國外相比，還有不少差距，主要存在以下幾個方面的問題：(1)系統(tǒng)研究不夠。在現(xiàn)場實踐和實驗觀察的基礎(chǔ)上，總結(jié)歸納出部分力學(xué)分析計算模型，同時也研制出適應(yīng)連續(xù)油管作用的井下工具。 國內(nèi)現(xiàn)狀1985 年以來，國內(nèi)陸上各油田共引進連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備 20 多臺，主要分布在大慶、勝利、中原、河南、大港、遼河、新疆等油田。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。80 年代后期，外徑為 和 的連續(xù)油管相繼問世。繼第一臺連續(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)。連續(xù)油管作業(yè)最初用于下入生產(chǎn)油管內(nèi)完成特定的修井作業(yè)(如洗井、打撈等) [1,2]。關(guān)鍵詞：連續(xù)油管鉆井；設(shè)備；受力分析；力學(xué)特性；疲勞壽命ABSTRACTThe coiled tubing shall be defined relative to conventional thread connection tubing．This article will analyze the application and research of the coiled tubing technology．The coiled tubing equipment，processing and tools will be also introduced in this article.In this paper，Coiled Tubing Drilling (CTD) Technology, its equipment and the application of this technology in oil fields are introduced overall. The developing of this technology and the usage in Viscous Oil Development and reentry sidetracking operation. The paper also describes the advantages and disadvantages of CTD， CT drilling rig system， under balanced CTD and through tubing sidetracking technique of CT．Mechanical characteristic of CT is studied．The model of bending，internal pressure strength and external collapse strength，diametric growth and stuckpoint of CT is established. Based on the fatigue life prediction model of the coiled tubing，the main factors influencing the coiled tubing39。到了 70 年代初，又開始生產(chǎn)外徑為 的連續(xù)油管。1980年，開始采用屈服強度為 的鋼板軋制連續(xù)油管，明顯地改善了連續(xù)油管的性能。目前國外已研制出高強度的大直徑(φ89 或 φ127)連續(xù)油管、小直徑鉆井液馬達及高扭矩定向鉆井工具等連續(xù)油管鉆井井下鉆具組合工具。連續(xù)油管的直徑從 ～ 共有 100 多種規(guī)格；屈服強度為 ～，可以滿足不同作業(yè)需要 。深度指示位置不準(zhǔn)確。我國正處在引進和試驗連續(xù)油管階段，據(jù)不完全統(tǒng)計，己有 21 臺以上連續(xù)油管設(shè)備，主要用于修井作業(yè)，但對連續(xù)油管的研究甚少。國內(nèi)遼河、新疆等油田稠油資源豐富，采用連續(xù)油管鉆井技術(shù)鉆短半徑多層多側(cè)向水平井開采具有獨特的優(yōu)勢，不僅有利于防止邊水水竄和底水推進，更有利于提高單井產(chǎn)量和采收率。近年來，世界上用連續(xù)油管所鉆井的數(shù)量急劇增加，1996 年為 410 口，1997 年猛增至 600 多口，目前仍在繼續(xù)增加。安裝在防噴器上方的環(huán)形橡膠，其作用相當(dāng)于始終處于關(guān)閉狀態(tài)的環(huán)形防噴器，它能在鉆進和起下鉆作業(yè)過程中密封環(huán)空，使鉆井作業(yè)得以在欠平衡壓力下進行，從而可防止地層傷害并提高鉆速。它的主要功能是克服連續(xù)油管在井筒內(nèi)的浮力及摩擦力使油管下入井內(nèi)；在不同情況下控制連續(xù)油管的下入速度；懸掛油管和圖 鏈條牽引總成剖面示意圖控制從井內(nèi)起出油管的速度。目前，世界上較大的連續(xù)油管作業(yè)供應(yīng)商主要有美國的哈里伯頓公司、Hydra Rig 公司、 CVDD 公司、Bowen 工具公司、 Stewart Stevenson 公司、加拿大 DRECO 能源公司。在欠平衡壓力鉆井中，通常采用兩套防噴器組，一套用在連續(xù)油管上，一套用在井底鉆具組合上。液壓機構(gòu)的工作原理是從地面往連續(xù)油管內(nèi)泵入一個小球，當(dāng)小球下行到球座上時，連續(xù)油管開始憋壓，當(dāng)壓力達到某一高度時，連接工具的剪切銷釘被剪斷，使下部鉆具組合與連續(xù)油管分離。與常規(guī)接頭鉆桿鉆井相比，CTD 操作簡便，施工安全污染小和占地少，操作人員僅需 4 人，作業(yè)效率很高，施工效果好，從而倍受人們的歡迎。CT 鉆井裝備比小井眼鉆機小且易移動。同時，來自常規(guī)管柱操作的噪音也因采用 CT 鉆井而幾乎被消除。而連續(xù)油管具有連續(xù)作業(yè)的特性，就成為欠平衡鉆井施工一個極佳的選擇。如果在鉆井過程中井眼穩(wěn)定性方面出現(xiàn)問題，連續(xù)油管便無法轉(zhuǎn)動。連接管還對處理井眼問題和井下打撈作業(yè)有更多的用武之地。彎角的彎外殼鉆井馬達和拋物線狀的金剛石速磨鉆頭。有條件時可采用正電膠鉆井液體系。在開窗作業(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間磨銑套管，從而使磨鞋磨進套管 。?如前所述，本文認(rèn)為井眼軸線相鄰兩測點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： 。由下式計算： (429) (cos)/2biiNwL??于是，將式(429)、式(427)帶入(426)可得作用在支撐點上的側(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。不同泥漿體系下的摩擦系數(shù)取值，需要通過實驗測定或現(xiàn)場試驗確定。(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為原點建立笛卡兒坐標(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。為了便于分析，本文將整個管柱分為若干桿柱單元段，通過對每一個單元桿柱進行受力分析，疊加摩擦力的影響，從而求得整個連續(xù)油管柱的軸向載荷。(2)鉆導(dǎo)引孔在水泥塞上鉆導(dǎo)引孔至開窗點，該點位于新老井眼交匯處。增斜段 BHA：鉆增斜段不需使用鉆鋌，造斜使用無磁馬達和 PDC 鉆頭。因泵油而非剪切時，60%～85% 氣體泡沫鉆井液超時分解，容易在井筒中分離成氣體和自由水的兩相體系。作業(yè)中泵速變化與設(shè)計的井底壓力變化一致。用常規(guī)的連接鉆桿柱進行欠平衡鉆井，在連接鉆桿時，會失去其優(yōu)勢，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。 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行的鉆井。(2)在鉆進過程中不需停泵接單根，可實現(xiàn)鉆井液的連續(xù)循環(huán)，不必壓井就可以進行換鉆頭和起下鉆作業(yè)。連續(xù)油管尺寸小，強度高,用其進行小井眼鉆井具有獨特的優(yōu)勢 [12]。(4)在過程控制系統(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展。但用連續(xù)油管鉆井時，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調(diào)整底部鉆具組合的工具面方位。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)機結(jié)構(gòu)相對較為簡單，移運方便靈活，適合我國的道路和井場條件，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)機圖 所示的拖車式連續(xù)油管作業(yè)機將各個工作機構(gòu)集中布置在拖車上，采用通用的牽引車移運，適合較好的道路和井場條件，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)機圖 所示的橇裝式連續(xù)油管作業(yè)機采用模塊化結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)連續(xù)油管作業(yè)機的機構(gòu)特點，將其主要部件劃分為合適的模塊，因此制造相對較為簡單，用于海上平臺的連續(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)機圖 和圖 所示的自帶吊車和井架的連續(xù)油管作業(yè)機結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其突出特點是，作業(yè)時不需要另外的起吊設(shè)備，但移運時對道路和井場條件的要求較高；圖 拖車帶吊車式連續(xù)油管作業(yè)機圖 拖車帶井架式連續(xù)油管作業(yè)機圖 所示的專用連續(xù)油管鉆井裝備結(jié)構(gòu)齊全而復(fù)雜，造價昂貴,移運困難，其突出的結(jié)構(gòu)特點是，這種裝置將滾筒置于注入頭上方，作業(yè)時，省去了注入頭的導(dǎo)向器消除了因?qū)蚱饕鸬膹澢推谄茐模虼四艽蟠筇岣叩氖褂脡勖?。卷筒所能纏繞連續(xù)油管的長度和直徑的大小主要取決于卷筒的外徑、寬度、筒芯的直徑、運輸設(shè)備的要求等。(6)減少作業(yè)人員。用連續(xù)油管鉆機進行鉆井的最大優(yōu)點是井控安全,操作簡便靈活，不接單根，不必壓井就可以進行換鉆頭和起下鉆作業(yè)。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)中將會發(fā)揮巨大的作用。(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。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)計及操作規(guī)范做了許多改進，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。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 引進時間 作業(yè)井次（累計）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、氮氣排液、洗井、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 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)備動力下降、液路系統(tǒng)內(nèi)漏!配件供應(yīng)不及時，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)費用，未考慮用常規(guī)作業(yè)的高額費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，同時也降低了采油廠的綜合經(jīng)濟效益；宣傳力度不夠，對此項技術(shù)的特點和優(yōu)勢的認(rèn)識不到位。用連續(xù)油管鉆機進行鉆井的最大優(yōu)點是井控安全,操作簡便靈活,不接單根,不必壓井就可以進行換鉆頭和起下鉆作業(yè)。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