申请/专利权人：中国石油天然气股份有限公司

申请日：2022-10-14

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117927209A

主分类号：E21B47/00

分类号：E21B47/00;G06F17/10

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.14#实质审查的生效;2024.04.26#公开

摘要：本发明属于钻井工程技术领域，公开了一种考虑屈曲效应的水平井三维井眼套管下放摩阻计算方法。本方法先根据井眼轨迹参数、管柱组合条件、边界条件，以井眼轨迹测点为节点将井下管柱划分n个单元，令单位长度管柱单元上端轴向力等于下端轴向力，计算管柱单元的接触力，并以接触力重新计算轴向力，再以轴向力反算接触力，经迭代计算得到满足精度的接触力及对应的轴向力；再结合套管是否发生屈曲，计算单位长度管柱单元的摩阻值；依次计算各管柱单元至结束。本发明的方法计入了套管屈曲变形的影响，在迭代过程中不断修正结果，能根据复杂井眼轨迹计算结果较为准确地计算出全井段套管具体位置的摩阻大小和分布，计算结果更接近工程实际。

主权项：1.一种考虑屈曲效应的水平井三维井眼套管下放摩阻计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S101：根据井眼轨迹参数、管柱组合条件、边界条件，以井眼轨迹测点为节点，将井下管柱划分为n个管柱单元，任意两个相邻测点之间的管柱为一个管柱单元；从管柱最底端的初始管柱单元i＝1开始计算，输入初始条件；步骤S102：计算管柱单元的平均井斜角、平均方位角、单位法向量在垂直方向的分量和单位副法向量在垂直方向的分量；步骤S103：对管柱单元上端的轴向力赋初值，令单位长度管柱单元上端的轴向力T1i等于单位长度管柱单元下端的轴向力即步骤S104：计算单位长度管柱单元的接触力 其中， 上式中，为单位长度管柱单元的接触力，N；为单位长度管柱单元全角平面的总接触力，N；为单位长度管柱单元垂直全角平面的总接触力，N；为管柱单元的长度，m；T1i为单位长度管柱单元上端的轴向力，N；为单位长度管柱单元下端的轴向力，N；θi为单位长度管柱单元的全角变化；为管柱单元的法向量在垂直方向的分量；为管柱单元的副法向量在垂直方向上的分量；qi为单位长度管柱单元的重量；为单位长度管柱单元上端的井斜角；为单位长度管柱单元下端的井斜角；为单位长度管柱单元上端的方位角；为单位长度管柱单元下端的方位角；i＝1,2,...,n，代表第i个管柱单元；步骤S105：根据步骤S104计算的单位长度管柱单元的接触力重新计算单位长度管柱单元上端的轴向力T1i，其计算公式如下： 上式中，T1i为单位长度管柱单元上端的轴向力，N；为单位长度管柱单元下端的轴向力，N；为管柱单元的长度，m；θi为单位长度管柱单元的全角变化；qi为单位长度管柱单元的重量；αi为单位长度管柱单元的平均井斜角；μ为摩擦系数；步骤S106：根据步骤S105计算的单位长度管柱单元上端的轴向力T1i，代入步骤S104中的计算公式，反算单位长度管柱单元的接触力步骤S107：计算步骤S104中单位长度管柱单元的接触力与步骤S106中单位长度管柱单元的接触力两者之间的差值，并判断差值的绝对值是否小于允许误差ε；若则以步骤S105中重新计算的单位长度管柱单元上端的轴向力T1i作为更新值，返回步骤S104-S106重新迭代计算，修正计算结果若则将此时对应的单位长度管柱单元上端的轴向力作为最终计算的单位长度管柱单元上端的轴向力T1i，进入下一个步骤S108；步骤S108：根据步骤S107中最终计算的单位长度管柱单元上端的轴向力T1i，判断套管是否发生屈曲；根据判断结果计算最终的单位长度管柱单元的接触力若套管发生屈曲，则中计入套管屈曲附加接触力；若套管未发生屈曲，则中不计入套管屈曲附加接触力；步骤S109：根据步骤S108算得的计算单位长度管柱单元的摩阻值： 式中，Ft为单位长度管柱单元与井壁之间的摩阻值，N；μ为单位长度管柱单元与井壁之间的摩擦系数；步骤S110：根据下一管柱单元下端的轴向力等于上一管柱单元上端的轴向力，重复步骤S102-S109，计算下一管柱单元i＝i+1的接触力、轴向力和摩阻值大小，依次迭代循环，直至计算出第n个管柱单元的接触力、轴向力和摩阻大小，此时，全井段套管柱的所有管柱单元计算完毕，结束计算，汇总得到井深由顶端至底端的整个管柱的轴向力、接触力和摩阻值大小，以及轴向力、接触力和摩阻值在全井段套管柱的分布规律。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国石油天然气股份有限公司 考虑屈曲效应的水平井三维井眼套管下放摩阻计算方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD