【正文】 遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文36參考文獻[1] 蘇義腦．油氣直井防斜打快技術(shù)：理論與實踐[M]．石油工業(yè)出版社，2022：37 1416 64．[2] 白家社，蘇義腦．井斜控制理論與實踐[M]．石油工業(yè)出版社，1990：927 4465 149170．[3] 劉希圣．鉆并工藝原理（中冊）[M]．石油工業(yè)出版社，1988：92 93102．[4] 蘇華，張學紅，王光遠．鉆柱力學發(fā)展綜述之二：鉆柱靜力學[J]．大慶石油學報．1994，18(1)：4350．[5] 趙新瑞，姜敬華，奚艷紅等．井斜控制理論及防斜鉆進技術(shù)綜述[J]．鉆井工藝．2022，23(1)：48．[6] 夏秀文，吳愛民．螺桿鉆具在直井快速鉆進中的應用研究[C]．鉆井承包商協(xié)會論文集．石油工業(yè)出版社，2022：465470．[7] Andreassen．E，Blikra．H，Hjelle．A etal．Rotary Steerable System Improves Reservoir Dri。3．對單彎螺桿防斜鉆具組合分析表明：穩(wěn)定器安放位置距鉆頭越遠鉆頭側(cè)向力越大；鉆壓對鉆頭側(cè)向力影響不明顯；彎角和肘點位置對鉆頭側(cè)向力有明顯的影響；單彎螺桿鉆具組合在井斜角較大時有較大的鉆頭側(cè)向力，這些對防斜螺桿具的設計改進提供了理論依據(jù)。遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文35結(jié) 論1．本文對轉(zhuǎn)盤和螺桿復合鉆進時防斜機理進行了分析，從理論上說明了利用螺桿鉆具配合PDC鉆頭進行防斜打快的技術(shù)思路。在改用小角度螺稈的同時肘點位置也相應下移，此效果也使鉆頭側(cè)向力減小。G1045P39井斜變化率由，這是因為隨著井斜角的增加，鉆頭側(cè)向力增加，導致井斜角增加。)井斜變化率(176。鉆進參數(shù)（鉆具組合3）：鉆壓3080KN、轉(zhuǎn)速5080r/min、排量3032 L /s。 油田實例由現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析。可以看出：穩(wěn)定器安放位置距鉆頭越遠鉆頭側(cè)向力越大；鉆壓對鉆頭側(cè)向力影響不明顯，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速對鉆壓的影響也較?。粡澖呛椭恻c位置對鉆頭側(cè)向力有明70065060055050045040040 50 60 70 80 90 100 110轉(zhuǎn) 速 (r/min)鉆頭側(cè)向力(N)10008006004002000 1 2 3 4 5 6井 斜 角 (176。實際上，研究這個問題目是想說明，單彎螺桿鉆具有很強的糾斜能力，井斜角越大，它控制井斜的能力就越強。圖 48 鉆頭側(cè)向力隨井斜角的變化鉆頭側(cè)向力隨井斜角的增大而增大，這看上去是很矛盾的，因為要增大鉆頭側(cè)向力就必須增大井斜角。)鉆頭側(cè)向力(N)遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文33圖 47 鉆頭側(cè)向力隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速變化趨勢圖 井斜角圖48表示井斜角對鉆頭側(cè)向力的影響，從圖中的情況來看，隨著井斜角的增加，鉆頭側(cè)向力變大。圖 46 鉆頭側(cè)向力隨肘點位置的變化情況 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速從圖47可以看出轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的提高，會使鉆頭側(cè)向力增加，增加的程度較小，但是提高轉(zhuǎn)速在實際的鉆井工程中，是可以更有效的防斜，這是因為轉(zhuǎn)速的提高，增加了鉆頭橫向切削的次數(shù)。這個問題對于螺桿結(jié)構(gòu)的改造，有很重要的作用。所以，在實際的鉆井過程中，要更加有效的控制井斜，可以考慮增大彎角。圖45表示彎角對鉆頭側(cè)向力的影響，從圖中的情況來看，鉆頭側(cè)向力隨彎角幾乎是線性增加的。)鉆頭側(cè)向力(N)遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文31圖 43 穩(wěn)定器位置對鉆頭側(cè)向力的影響 鉆壓從圖44中可以看出，隨著鉆壓的增加，鉆頭側(cè)向力幾乎是沒有變化。從圖43可以看到，穩(wěn)定器安放位置越靠上，螺桿鉆具的降斜能力就越大。時得到的計算結(jié)果進行討論。在考慮螺桿鉆具降斜能力的影響因素時變化其中的一個參數(shù)，固定其它的參數(shù)。概括起來，影響單彎螺桿鉆具組合控制井斜的因素主要有：穩(wěn)定器安放位置、鉆壓、彎角、肘點位置以及井斜角等。時，單彎螺桿鉆具組合處于側(cè)向力最大的位置。、360176。大致是按照簡諧形狀變化的，當肘點方位為90603003060900 60 120 180 240 300 360工 具 面 角 (176。取一個點。由圖42可以看出，盡管彎角的大小對鉆頭側(cè)向力的大小有直接的影響，但是鉆頭側(cè)向力隨工具面角的變化規(guī)律是一致的。因此實際上鉆出的井段有時會呈現(xiàn)降斜的趨勢。~360176?；诖?，鉆頭將沿各個方向均勻切削，導向鉆具應表現(xiàn)出穩(wěn)斜的特性[20]。~360176。從圖 41 可以看出，當裝置角為零時，鉆具處于增斜狀態(tài)（鉆頭側(cè)向力為正） ；當裝置角為 180?時，導向鉆具組合處于降斜狀態(tài)（鉆頭側(cè)向力為負） 。~360176。其它參數(shù)：泥漿密度：；轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速：60r/min；鉆壓：25kN；螺桿長度：；螺桿重量：830kg；井斜角：3176。遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文29第 4 章 影響單彎螺桿控制井斜因素及油田實例 單彎螺桿力學性能分析 井下鉆具組合： 鉆頭+9LZ165 螺桿（176。 ， ()12PuEI???3()tgXuu??， (3104)31()t2Y???????1()sin2Zu??????， (3105)??1d1sinimqwq?????abwL??， ， ， (3106)ad2bd22aaPkEI2bbkI?式中 (αi)m，表示第 i 跨梁柱中點的井斜角： (3107)??102iiiiKL????wi—每跨梁單位長度鉆具在鉆井液中的重量；N/m。（3）鉆頭側(cè)向力和鉆頭傾角的計算 (399)21a0011qLPeM??????????遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文28 (3100)301101 1t()()()246MLeqAXuYZuEIIEIL????在以上各式中： (3101)????111mmcoscos2iiiiiiPww?????， ， (3102)0 ()2seD?20c()eD?0e? e1，e1 表示穩(wěn)定器直徑 Ds1，和上切點鉆具直徑 Dc1 與井徑 D0 的差值之半，即支座處的徑向間隙。遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文27若 Pα0，則為造斜力；若 Pα0，則為降斜力。 e1，e2 表示穩(wěn)定器直徑 Ds1 和上切點鉆具直徑 Dc2 與井徑 D0 的差值之半，即支座處的徑向間隙。由于Qd1 的存在，在曲梁的左右兩端分別產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)角 和 ，將(371)代入集L2δθR中載荷引起的轉(zhuǎn)角公式(361)，(362) ，結(jié)合圖 37 的幾何尺寸，梁柱左右兩端的附加轉(zhuǎn)角計算如下：遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文26γ2nL1圖 37 單彎單穩(wěn)鉆具幾何關(guān)系圖 圖 37 中，L1 是鉆頭底面至下穩(wěn)定器中點的距離，m1 是從下穩(wěn)定器中點至彎點的距離，m2 是從彎點到螺桿頂端的距離。x1SRLα2LT 2RPMbqdQ1MqaPBy0圖 35 單彎單穩(wěn)鉆具組合的彎曲與變形示意圖第一跨右端轉(zhuǎn)角為： (374)3R 011011()()()246MLeqLXuYZuEIIEI? ???第二跨右端轉(zhuǎn)角為：遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文25 (375)LLL212abc2eAMA??????? (376)RRR212abc2把公式(375) (374)代入(373)，(376) 代入(372)得三彎矩方程組 (377)???????3LL01 1a1b2c21 0123624kLqLYuZXuAMAEIIEIee??????? (378)RRR21abc2()eAMAKLL??????， 為彎角在梁柱端部產(chǎn)生的附加轉(zhuǎn)角L2δθ三彎矩方程組中共有 2 個方程，其中未知數(shù)為 M1 和 L2，共 2 個，因而是定解的。將鉆具組合從鉆頭 O，穩(wěn)定器 S1，和上切點 T 處斷開，并附加內(nèi)彎矩M0, M1 和 MT (M2)，即鉆頭、穩(wěn)定器及上切點把鉆具組合分為 2 跨受縱橫彎曲載荷的簡支梁柱。鉆具組合在鉆壓 PB和鉆柱自重的作用下發(fā)生變形。單彎的等效處理，即把存在一個彎角的曲梁柱，用一集中載荷作用在彎角處的直梁代替，且設在結(jié)構(gòu)彎角處的初始橫向位移 a 為，參考圖 34 可得： (368)12sinsiam??因?qū)蜚@具的結(jié)構(gòu)彎角通常不大于 3176。Li+1遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文23 初始結(jié)構(gòu)彎角的等效處理按照文獻[6]對結(jié)構(gòu)上存在初始彎曲的處理方法，即用一當量橫向集中載荷Qd作用在彎曲點處的直梁柱代替它初始彎曲對曲梁柱變形的影響。由此，受多種橫向載荷的縱橫彎曲間支梁柱都可以分解為橫向均勻載荷 q 與軸向載荷 P 共同作用、左端有力偶 Mi 與軸向載荷 P 共同作用、右端有力偶 Mi+1與軸向載荷 P 共同作用、橫向集中力 Q 與軸向載荷 P 共同作用四種情況之和。 cc3x=Lbb bac cababbabai ossincoscos1tgtgtQFyEkFLPPk LQPkLk??????? ??? ???? ?若軸向力 P0，即為拉力時，則， (363)aaPkEI??bbkIP0 (364)??L baccacaac2abashshth 1ttkLLQLk?? ????? ?? ?(365)??R bc caba aba1ttthkkk?式中 Q — 集中載荷，N； Lc — 集中載荷距 A 端（左支座）的距離，m 。3bbsncosyEkxFkxL由式(247)~ (253)及邊界條件和連續(xù)條件有： (354)????bacacbbaaaaaaa0tgtosing0sisctAkLCBDQPkLEFkLkCDkL? ????????????由方程組(254 )可解得： (355)0A? (356)??acabacac2aabasintgsinoscotgtkLkkLQBPkLk? ????? ?? ? (357)asiQCP? (358)??acabac2aabasintgsincotgtkLkLDPkk? ???? ??? ? (359)??cababbabaicosttttgQEk L??? (360)??cabababasin1tgttkLFPLk?????求得橫向集中載荷與軸向載荷聯(lián)合作用下的變截面（變剛度）梁柱端部轉(zhuǎn)角的計算公式如下：遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文22 (361)????c39。aasincosQLyAkxBkxP???? (352)39。 39。 39。同時由于螺桿鉆具存在結(jié)構(gòu)彎角，可根據(jù)彎矩相等將其等效為有一等效集中載荷作用在結(jié)構(gòu)彎角處來進行處理。利用公式(333~336) 將相應的公式代人 (311~332)可求得P0 各計算式。2shZuu????????這里 Ma，M b—分別為A端和B端彎矩，NtXu??3139。 bbxLbbRacossinRqLCDkPA???式中： (327)? ?Laaabba1 1sinicoskLkkLPC? ????? ?? ?A (328)LRabba1?????? (329)????Labcaabbb2 22aaaacos1cosinikAEIqkLEIqkLPCP????? ?? ?? (330)? ?Rbbbaab1 1siicoskALkkLP? ????? ?? ? (331)??abcbbaaa2 22bba1ccossiniEIqEIqkLCkLkPP?? ????A式中： (332)aabbacosicosinkLkk??遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文19以上推導軸向力P0，即受壓的情況，若軸向力 P0，即為拉力時，則， (333)aaPkEI??bbkI??0P?， (334)39。 abbbiCDxP?由式(211)~(216)式及邊界條件和連續(xù)條件有： (317)aa2bb1aaa230sincossincocinMEIqBPkLkAbk CD????? ????? ??????? ????方程組(217)中： (318)bb12MEIqpP?? (3