地层测试管柱（Formation Test Stings）
不同的测试工具，按不同的形式连接，就可以组成不同的测试管柱，以满足不同井的测试要求。下图是MFE测试工具常用的测试管柱，自上而下分述如下：
1、反循环阀（reversing valve）：在测试结束后，用于替出测试管柱中的地层流体和循环压井。通常用投棒或蹩压的方法把反循环阀打开，使测试管柱内与套管环空连通，然后从环形空间泵压，将测试管柱内的地层流体反循环出地面。未进行抽汲的非自喷井测试，反循环替出的油水量计量是否准确，直接影响测试资料的可靠性。
2、上压力计（upper gauge）：上压力计安装在多流测试器的上部，也叫监漏压力计，主要用于监测测试管柱的漏失情况，记录各次开井流动时的压力变化。在测试工具下井时和测试时的关井期间，若测试管柱不漏失，上压力计记录的应是一条水平的直线。
3、多流测试器（Multi-Flow Evaluator）：是该类测试工具的关键部件，所以也叫MFE，由换位机构、延时机构的取样机构组成。它借助于测试管柱的上、下运动来打开或关闭的。测试工具下井时，MFE是关闭的。终流动结束，在解封后起测试管柱时，取样机构自动关闭，取得地层条件下的流体样品。
4、震击器（shock sub）：当测试管柱下部的筛管或封隔器遇卡时，上提管柱施加一定拉力，可使震击器产生一个强烈的震击力而具有解卡的功能。
5、旁通阀(bypass valve)：旁通阀主要有两个作用，一是在测试管柱在井眼中起下遇到缩径井段时，压井液可从封隔器芯轴内孔经旁通阀的孔流过，使测试管柱顺利起下；二是测试结束时，旁通阀打开，使封隔器上下方压力平衡，便于封隔器解封。
6、安全接头(safety sub)：安全接头是一种安全保护装置，在封隔器及其以下工具遇卡后，用震击器也无法解卡时，可反转测试管柱，从安全接头反扣粗牙螺纹处倒开，把安全接头以上的工具和管柱取出。
7、封隔器(packer)：封隔器起着把测试层与其他层段以及钻井液或压井液隔离开来的作用。封隔器的橡胶筒受到压缩负荷后可以胀大，也可以通过向筒内充入液体而膨胀，然后与套管或井壁贴紧，起到密封和隔离作用。
8、筛管或开槽尾管(screen pipe or slotted liner)：是地层流体进入测试管柱内的入口通道。筛管钻有孔，开槽尾管开有槽，其里面还有钻有孔的过滤管。孔和槽的尺寸较小，一般情况下能阻止流体中携带的泥饼或岩屑颗粒进入工具，以免堵塞测试阀、工具芯轴孔道等。
9、下压力计(lower gauge)：用于测量开井流动压力和关井恢复压力，可对其进行测试资料处理，计算油层参数。一般要下两支压力计，其中一支的传压孔与测试管柱内部相通，所以叫内压力计；另一支压力计的传压孔直接与测试层相通，叫外压力计。
1准确度可以定义为测量值与被测量的真值之间的符合程度或接近程度。 2分辨率是指仪器能够在输入信号中检测到的最小变化量，也就是仪器反映的被测物理量的最小变化。 3灵敏度用来表示一台仪器或一个仪器系统某一部分的输出信号和输入信号之间的关系，即灵敏度=(输出信号的变化量)/(输入信号的变化量)。 4测量误差是实际的测量值与真值之差。 5测量仪器的校检是用相对标准来确定测量仪表或测量系统测值读数（有时是电输出量）与机械输出量之间的过程。 6绝对压力指液体，气体或蒸汽垂直作用在单位面积上的全部压力，包括流体本身的压力和大气压力。表压力等于绝对压力与大气压力之差，是相对压力。 7试油（气）是指探井钻井中和完井后，为取得油气储层压力、产量、液性等参数，提交要求的整套资料的全部过程，是最终确定一个构造或一个圈闭是否有油气藏存在和油气藏是否具备开采价值的依据。 8流动压力是在自喷求产过程中特定的工作制度下所测得的油层中部压力（简称流压）。 9当自喷井试油求产结束后在正常生产状态下将压力计下至油层中部深度，停放30~120min 然后关井，测出地层压力由生产状态到静止状态的变化过程，在这个过程中压力随关井时间的变化关系可以形成一条曲线，通常称压力恢复曲线。 0正压射孔是射孔时，静液柱压力大于地层压力。射孔时，静液柱压力小于地层压力称为负压射孔。 1喉道是指两个颗粒间联通的狭窄部分，是易受损害的敏感部位。 2 DST是钻杆地层测试是指在钻井过程中或完井之后对油气层进行测试，获得在动态条件下地层和流体的各种特性参数，从而及时准确的对产层做出评价。 3测试半径是在测试过程中由于地层流体发生物理位移，对一定距离的地层将产生作用，这个距离为测试半径又为调查半径。 4油、气田生产所部署的井统称为开发井，包括滚动井、投产井、注水井、观察井等。 5堵塞比DR是指实测生产压差与理论生产压差之比。 6流动效率FE表示地层在受到污染的产量与未受到污染情况下产量之比。 7抽汲诱喷发就是利用带有密封胶皮及单流阀的抽子，通过钢丝绳下入井中，进行上、下高速运动。 8提捞诱喷发就是用一个钢制的捞筒，通过钢丝身下入井内，一筒一筒的将井内液体捞出地面，从而降低井中液柱的高度，达到渗流的目的。 9注水泥塞上返试油计划是在很短时间内，从地面将一定数量的水泥浆顶替到已试油层与待试油层之间的套管中，待水泥浆凝固后形成-水泥塞，封住已试油层，然后再射开上面试油层段，进行诱喷，求产等工作。 1测试仪器可分为（指示仪表）、（记录仪表）、（控制仪器）。 2测量仪器的组成（敏感元件）、（放大元件）、（指示和记录元件）。 3指示器分为两类（模拟式）和（数字式）。 4测量误差是（实际的测量值与真值之差）。 5测量误差分为（过失误差）、（系统误差）和（偶然误差）。 6油层能量大小的标志是（油层压力的大小）。 7测量大气压的油表叫（气压表），测量表压力的仪表是（压力表或压力计），测量负压力的仪表叫（真空表）。 8压力计的种类很多，按工作原理分为（液柱压力计）、（弹性式压力计）、（电气式压力计）
第一章管柱结构及力学分析 1.1水平井修井管柱结构 1.1.1修井作业的常见类型 修井作业的类型很多，包括井筒清理类的、打捞落物类的、套管修补类的。 1）井筒清理类 （1）冲砂作业。 （2）酸化解堵作业。 （3）刮削套管作业。 2）打捞类 （1）简单打捞作业。 （2）解卡打捞作业。 （3）倒扣打捞作业。 （4）磨铣打捞作业。 （5）切割打捞作业。 3）套管修补类 （1）套管补接。 （2）套管补贴。 （3）套管整形。 （4）套管侧钻。 在各种修井作业中，打捞作业约占2/3以上。井下落物种类繁多、形态各异，归纳起来主要有管类落物、杆类落物、绳类落物、井下仪器工具类落物和小零部件类落物。1.1.2修井作业的管柱结构 1）冲砂：前端接扶正器和冲砂喷头。
图1 冲砂管柱结构2）打捞：直接打捞，下常规打捞工具。 图2 打捞管柱结构3）解卡：水平段需下增力器和锚定器。 图3 解卡管柱结构
4）倒扣：水平段需下螺杆钻具和锚定器。 图4 倒扣管柱结构5）磨铣：水平段需下螺杆钻具、锚定器和铣锥。 图5 磨铣管柱结构6）酸化：分段酸化需下封隔器。 图6 分段酸化管柱结构
1.1.3刚性工具入井的几何条件 在水平井打捞施工中，经常使用到大直径、长度较大的工具，工具能否顺利通过造斜率较大的井段是关系到施工的成败关键，对刚性工具，如果工具过长或工具支径过大，工具通过最大曲率处将发生干涉。 对于简单的圆柱形工具，从图7可以得出工具通过最大曲率井段的极限几何关系为： 22)d 2/D R (2)/D (R 2L +--+= 式中：L —工具长度；R —曲率半径；D —套管直径；d —工具直径。 图7 简单工具入井极限几何关系 图8 刚性工具串入井极限几何关系 对于复杂外形的工具或刚性工具串，从图8可以得出工具通过最大曲率井段的极限几何关系为： 222212)2 d 2d 2D R ()2D R ()2d 2d 2D R ()2D (R L ++--++++--+ = 式中：L —工具长度；R —曲率半径；D —套管直径；d —工具中部直径；d 1—工具上端直径；d 2—工具下端直径。 1.2修井管柱力学分析 1.2.1修井管柱工况分析 1）修井作业管柱受力类型 （1）上提或下放作业。 上提下放过程中，管柱可能受到的力有：套管压力、油管压力、大钩拉力、重力、浮力、接触反力、摩擦力、抽吸作用力、惯性力。
学科前沿油气井杆管柱力学结课报告 学院：车辆与能源学院 专业：石油与天然气工程 学生姓名：李欣 学号：S130******** 指导教师：李子丰教授
研究油气井内的杆管柱力学问题。首先由美国 A Lubinski 于1951年开始研究，李子丰于1996年出版《油气井杆管柱力学》（石油工业出版社），2008年趋于完善《油气井杆管柱力学及应用》（石油工业出版社）。主要内容为：油气井杆管柱及其在井下的运动状态、油气井杆管柱的载荷和失效方式，油气井杆管柱动力学基本方程及其在分析油气井杆管柱的稳定性、杆管柱的稳态拉力和扭矩、钻柱振动、下部钻具三维力学分析与井眼轨道预测、有杆泵抽油系统参数诊断与预测、热采井管柱力学分析和固井等方面的应用。 真理是世界上最珍贵的信仰，为了这一信仰，科研道路上涌现出了一批批坚定不移的科学家，他们用自己的执著和智慧为世人点亮了一盏盏明灯。燕山大学的李子丰教授就这样一位执著追求、甘于奉献的学者。自从事石油事业以来，李子丰教授十年如一日地辛勤工作，把自己的青春和热血都奉献给了祖国的石油事业，同时也对哲学和物理学领域的基本难题进行了深入不懈的研究。 如果说，科学研究是发现真理的舞台，那么，李子丰教授就是这舞台闪烁的明星，他身上体现出的一种为真理而献身的执著精神和勇敢正直的人格，不愧为我们当代年轻人学习的楷模。 结合石油工程科学和技术发展的需要，李子丰创立了有特色的油气井杆管柱力学理论体系。该理论体系主要包括：油气井杆管柱动力学基本方程；斜直井段杆管柱稳定性力学分析的数学模型；油气井杆管柱的稳态拉力——扭矩模型；试油管柱力学分析的数学模型；压裂管柱力学分析的数学模型；定向井有杆泵抽油系统动态参数诊断与仿真的数学模型；钻柱纵向振动、扭转振动、纵向与扭转耦合振动的数学模型；下部钻具三维力学分析的数学模型；热采井套管柱力学分析的数学模型及预膨胀固井技术；割缝筛管力学分析的数学模型。如今，依据这些理论模型所编写的软件，已经广泛地应用于我国石油钻采作业中。 同时，上述研究成果基本上都是国家“八五”重点科技攻关项目石油水平井钻井成套技术、国家“九五”重点科技攻关项目侧钻水平井钻井采油配套技术和“863”项目海底大位移井井眼轨道控制技术的研究内容，不但在理论上取得了较大进步，在经济上也获得了巨大的效益，赢得了国内外石油工程界和力学界的一致好评。 油气井杆管柱在充满流体的狭长井筒内工作,在各种力的作用下, 处于十分复杂的变形和运动状态。对油气井杆管柱进行系统的、准确的力学分析, 可以达到如下目的: (1) 快速、准确、经济地控制油气井的井眼轨道; (2) 准确地校核各种杆管柱的强度, 优化杆管柱设计; (3) 优化油气井井眼轨道;
地层测试管柱（Formation Test Stings） 不同的测试工具，按不同的形式连接，就可以组成不同的测试管柱，以满足不同井的测试要求。下图是MFE测试工具常用的测试管柱，自上而下分述如下： 1、反循环阀（reversing valve）：在测试结束后，用于替出测试管柱中的地层流体和循环压井。通常用投棒或蹩压的方法把反循环阀打开，使测试管柱内与套管环空连通，然后从环形空间泵压，将测试管柱内的地层流体反循环出地面。未进行抽汲的非自喷井测试，反循环替出的油水量计量是否准确，直接影响测试资料的可靠性。 2、上压力计（upper gauge）：上压力计安装在多流测试器的上部，也叫监漏压力计，主要用于监测测试管柱的漏失情况，记录各次开井流动时的压力变化。在测试工具下井时和测试时的关井期间，若测试管柱不漏失，上压力计记录的应是一条水平的直线。 3、多流测试器（Multi-Flow Evaluator）：是该类测试工具的关键部件，所以也叫MFE，由换位机构、延时机构的取样机构组成。它借助于测试管柱的上、下运动来打开或关闭的。测试工具下井时，MFE是关闭的。终流动结束，在解封后起测试管柱时，取样机构自动关闭，取得地层条件下的流体样品。 4、震击器（shock sub）：当测试管柱下部的筛管或封隔器遇卡时，上提管柱施加一定拉力，可使震击器产生一个强烈的震击力而具有解卡的功能。 5、旁通阀(bypass valve)：旁通阀主要有两个作用，一是在测试管柱在井眼中起下遇到缩径井段时，压井液可从封隔器芯轴内孔经旁通阀的孔流过，使测试管柱顺利起下；二是测试结束时，旁通阀打开，使封隔器上下方压力平衡，便于封隔器解封。 6、安全接头(safety sub)：安全接头是一种安全保护装置，在封隔器及其以下工具遇卡后，用震击器也无法解卡时，可反转测试管柱，从安全接头反扣粗牙螺纹处倒开，把安全接头以上的工具和管柱取出。 7、封隔器(packer)：封隔器起着把测试层与其他层段以及钻井液或压井液隔离开来的作用。封隔器的橡胶筒受到压缩负荷后可以胀大，也可以通过向筒内充入液体而膨胀，然后与套管或井壁贴紧，起到密封和隔离作用。 8、筛管或开槽尾管(screen pipe or slotted liner)：是地层流体进入测试管柱内的入口通道。筛管钻有孔，开槽尾管开有槽，其里面还有钻有孔的过滤管。孔和槽的尺寸较小，一般情况下能阻止流体中携带的泥饼或岩屑颗粒进入工具，以免堵塞测试阀、工具芯轴孔道等。 9、下压力计(lower gauge)：用于测量开井流动压力和关井恢复压力，可对其进行测试资料处理，计算油层参数。一般要下两支压力计，其中一支的传压孔与测试管柱内部相通，所以叫内压力计；另一支压力计的传压孔直接与测试层相通，叫外压力计。
一、地层测试管柱 不同的测试工具，按不同的形式连接，就可以组成不同的测试管柱，以满足不同井的测试要求。图1是MFE 测试工具常用的测试管柱，自上而下分述如下： 1、反循环阀：在测试结束后，用于替出测试管柱中的地层流体和循环压井。通常用投棒或蹩压的方法 把反循环阀打开，使测试管柱内与套管环空连通，然后从环形空间泵压，将测试管柱内的地层流体反循环出地面。未进行抽汲的非自喷井测试，反循环替出的油水量计量是否准确，直接影响测试资料的可靠
2、上压力计：上压力计安装在多流测试器的上部，也叫监漏压力计，主要用于监测测试管柱的漏失情况，记录各次开井流动时的压力变化。在测试工具下井时和测试时的关井期间，若测试管柱不漏失，上压力计记录的应是一条水平的直线。 3、多流测试器（MFE）：是该类测试工具的关键部件，所以也叫MFE，由换位机构、延时机构的取样机构组成。它借助于测试管柱的上、下运动来打开或关闭的。测试工具下井时，MFE是关闭的。终流动结束，在解封后起测试管柱时，取样机构自动关闭，取得地层条件下的流体样品。 4、震击器：当测试管柱下部的筛管或封隔器遇卡时，上提管柱施加一定拉力，可使震击器产生一个强烈的震击力而具有解卡的功能。 5、旁通阀：旁通阀主要有两个作用，一是在测试管柱在井眼中起下遇到缩径井段时，压井液可从封隔器芯轴内孔经旁通阀的孔流过，使测试管柱顺利起下；二是测试结束时，旁通阀打开，使封隔器上下方压力平衡，便于封隔器解封。 6、安全接头：安全接头是一种安全保护装置，在封隔器及其以下工具遇卡后，用震击器也无法解卡时，可反转测试管柱，从安全接头反扣粗牙螺纹处倒开，把安全接头以上的工具和管柱取出。 7、封隔器：封隔器起着把测试层与其他层段以及钻井液或压井液隔离开来的作用。封隔器的橡胶筒受到压缩负荷后可以胀大，也可以通过向筒内充入液体而膨胀，然后与套管或井壁贴紧，起到密封和隔离
大庆石油学院学报第26卷 第1期 2002年3月J OURNAL OF DAQING PETROLEUM INSTITUTE Vol .26 No .1 Mar . 2002 收稿日期:2001-01-15;审稿人:刘巨保 作者简介:刘 恩(1954-),男,硕士,工程师,主要从事管柱力学方面的研究.深井APR 测试管柱的力学分析与强度评定 刘 恩1 ,王瑞凤1 ,冯 宇2 ,李 艳3 ,董振刚 4 (1.大庆石油学院石油机械系,黑龙江安达 151400; 2.大庆油田有限责任公司第二采油厂,黑龙江大庆 163052; 3.大庆石油管理局试油试采公司,黑龙江大庆 163411; 4.大庆石油管理局电泵公司,黑龙江大庆 163041) 摘 要:建立了深井APR 测试管柱的力学模型,采用接触间隙元理论方法对深井APR 测试管柱进行了力学分析,给出了管柱各点(包括螺纹)应力和强度评定条件,为预测管柱的强度和安全评定提供了重要的理论依据.该方法在5.5km 的深井中得到应用,悬重误差为3.23%. 关 键 词:深井;测试管柱;力学分析;有限元法;间隙元理论;强度评定 中图分类号:TE821 文献标识码:A 文章编号:1000-1891(2002)01-0068-04 0 引言 深井测试管柱时,当井深超过5km ,管柱轴向拉力、外挤力或内胀压力都比较大,容易造成管柱断裂事故.在下放或作业工况中,为保证施工安全,必须对其强度做出比较准确的评估和预测.在深井中管柱 受力比较复杂,除了要考虑管柱的自身重力、液体压力(包括浮力)外,因井眼较深,井眼轴线不可能是理想直线,管柱与井壁可能产生接触,还要考虑管柱与井壁间的接触力、摩擦力;管柱外液体挤压力很大,可能会挤毁管柱,为了平衡较大的外挤力,管柱内腔要加一定高度的液垫压力. 深井测试管柱往往是由外加厚油管、测井仪器和压力计等各种配件组成.强度计算时主要是考虑油管的强度,包括油管接箍丝扣部分的强度与无丝扣的光杆部分的强度,两者计算方法不同,丝扣部分应考虑扣根的应力集中影响.笔者用间隙元理论编制了测试管柱力学分析与强度评定的大型计算机软件 . 图1 深井直井APR 测试管柱力学分析模型 1 深井测试管柱三维静力学分析的力学模型 一般深井井眼不是理想的直井,总是有一定的井斜存在.假设井眼轴线为一条任意曲率的空间螺旋线,管柱与井壁发生随机接触,采用多向接触摩擦间隙元来描述.取从井口到井底整个测试管柱作为力学分析的研究对象,见图1,并假设[1,2]: (1)井眼是圆形的,井壁是刚性的,井眼直径随井深可任意变化.(2)管柱的结构可以是任意变化的,包括几何尺寸和长度,附件安装位置均可随意变化.(3)深井测试管柱是可变形的弹性体,变形前的管柱轴线与井眼轴线重合,管柱与井壁之间有初始间隙,变形后管柱与井壁之间沿井深某些位置在井眼圆周某一方向可能发生接触,管柱在接触点处将受到接触反力和摩擦阻力的作用.忽略各种动态因素的影响. 2 深井测试管柱力学分析的间隙元理论方法 深井测试管柱与井壁的接触问题是多向随机接触非线性力学问题[2,3],采用非线性有限元理论来解
第一节地层测试原理及发展概况 第二节地层测试分类与测试工具 第三节地层测试管柱与开关井工作制度 第四节地层测试优越性 第五节地层测试作业与钻井队（试油队）配合要求 第六月节地层测试压力卡片分析 第七节地层测试产量、压力和温度的求取 第八节地层测试资料解释的有关概念及其参数的含义 第九节地层测试资料解释方法 第十节主要类型地层的压力曲线特征 第十一节地层测试资料应用 1
地层测试技术及资料解释评价 第一节地层测试原理及发展概况 一、地层测试原理和录取的参数 地层测试也叫钻杆测试，国外叫DST，是英文Drill Stem Testing的缩写。地层测试是目前世界上及时准确评价油气层的先进技术，在钻井过程中或完井后通过对油气层进行开关井测试，可以获得在动态条件下地层的各种参数和流体性质，从而对产层作出定性或定量的评价。 地层测试属于不稳定试井方法之一。其基本原理是，用钻杆或油管将测试工具（测试阀、封隔器、压力计等）送入井下待测位置，然后座封好封隔器，将测试层与其它井段隔开，接着通过地面控制打开测试阀，造成井筒与地层之间有一个较大的压差（下测试工具时管柱内是空的），地层中的流体在压差的作用下流到井筒，经过测试管串流到地面。通过地面操作可进行多次井下开关井，即可获得产层的产量和压力恢复曲线，最后关井可以采集到地层条件下的流体样品。利用计算机试井解释软件分析处理井下压力记录仪测得的压力与时间的变化关系曲线，就可以计算出产层的特性参数。 地层测试除了可直接取得产层的液性、产量、温度、静压、高压物性 1
等数据外，还可经过计算求得产层的有效渗透率(K)、地层系数(Kh)、流动系数(Kh/μ)、井筒储集系数（C）、产层完善程度(表皮系数S、堵塞比DR、污染压降ΔP s)、流动效率(FE)、采液指数(J O)、研究半径（r i）、边界距离（L）及边界类型等于20多项参数，并判别油藏的储集类型和计算各种类型油藏的特征参数。如双重介质油藏的储容比（ω）、窜流系数（λ）、复合油藏的内区半径（г）、流动系数比（(Kh/μ)1/(Kh/μ)2）、储能系数比（(ФСt h)1/(ФСt h)2）,压裂井的裂缝半长（χf）、裂缝导流能力（K f W）等等。 二、国内外地层测试技术发展状况 由于地层测试技术具有测试时间短、录取资料多、成本低、见效快等特点，所以在国内外受到普遍重视并得到广泛应用。 美国、加拿大和法国是开发、应用地层测试技术较好的国家，其中美国研究最早，发展最快。美国自1867年出现第一套地层测试器后，经多年的改进和发展逐步形成了一整套适用于套管内和裸眼内的测试工具。20世纪50年代初研制出了可以多次开关井的测试阀及密封取样器，为正确分析和评价测试层提供了更多的资料。60年代又研制了适应裸眼井段测试的液压膨胀测试器。70年代又研制了适应海上和大斜度井测试工具，如APR全通径测试器和PCT全通径测试器。80年代又研制了油管传输射孔与地层测试联合作业工艺。 随着地层测试技术的发展，井下录取资料的压力计也不断发展，由机 1
水平井产液剖面测试工艺方案论证 一、研究目的 围绕低渗透、低丰度油田水平井采油工艺技术配套，针对采油八厂低渗透、低丰度油层水平井特点，开展水平井产液剖面测试工艺技术试验攻关，充分了解各段产液、含水情况。 二、方案论证 1、产夜剖面测试工艺 目前可以进行水平井产液剖面测试的有两种工艺：一是采用拖拉器把组合测试仪器带入井下水平段；二是采用管柱携带存储式组合测试仪送到水平段。 方案1：拖拉器测试工艺 工艺原理：该项测试技术采用的是预置式井下测试工艺技术，即先将仪器预置于造斜段，然后下入生产管柱，用牵引器将井下组合测试仪器牵引到水平段，安装专用测试井口，见图1，正常生产后，进行流量、压力、温度、含水率、深度等参数的测试。 测试仪器参数：牵引器最大外径Ф54mm，长度7m；测试仪外径?38mm，长度6.8m。电缆为直径Ф8mm的三芯测试电缆。 存在问题： （1）目前的拖拉器外径太大，无法在油井正常生产时从油套环空顺利进入井下； （2）只能采取先让拖拉器携带仪器进入水平段，然后再下入生产管柱，起抽后进行测试，存在生产管柱刮碰测试电缆的危险。
图1 水平井产夜剖面测试工艺管柱结构示意图 2005年10月在州62-平61井进行现场试验。首先使牵引器从套管中试爬进入水平段指端，回收电缆测出水平段井温、压力曲线。然后使牵引器再次进入水平段指端，下入生产管柱到825m，出现电缆随生产管柱一起移动现象，上提电缆，拉力达到1.3t（额定拉力1.6t,最大拉力2.0t），为确保电缆安全，上提生产管柱到630m，上提电缆力降到1.0t，安装井口完井启抽。生产30小时测液面深度为580m。回收电缆进行分层找水测试，测试结果见表1。 表1 州62-平61井分层找水解释成果表
地层测试技术 地层测试(formation testing)是在在钻井或油气井生产过程中，对目的层段层进行的测试求产，地层测试可以测取地层压力数据，采集地层流体样品，从而对地层的压力、有效渗透率、生产率、连通情况、衰竭情况等进行评价，为建立最佳的完井方式、确定下部措施和开发方案提供依据，是进行油田勘探开发的重要技术手段。其方法一般有：①随钻地层测试：通过钻杆末端的钻杆测试器；②电缆地层测试：利用电缆下入绳索式测试器；此外广义的地层测试还包括常规的试油试气、钻杆地层测试、生产测井、试井等。 钻杆地层测试—DST（drill stem test)是使用钻杆或油管把带封隔器的地层测试器下入井中进行试油的一种先进技术。它既可以在已下入套管的井中进行测试，也可在未下入套管的裸眼井中进行测试；既可在钻井完成后进行测试，又可在钻井中途进行测试。它们座封隔离裸眼井底,解脱泥浆柱压力影响，使地层内的流体进入测试器，进行取样、测压等。钻杆(中途)测试减少了储层受污染的时间和多种后续井下工程对储层的影响，可以有效保护储层，是对低压低渗和易污染油气层提高勘探成功率的有效手段之一。中途测试往往也使油气提前发现，争取了时间，易于安排下步工作。 电缆地层测试是使用电缆下入地层测试器，电缆地层测试仪器又称之为储层描述仪，是 目前求取地层有效渗透率和油气生产率最直接有效的测井方法，同一般的钻杆测试相比，它具有简便、快速、经济、可靠的优点，在油田开发中有重要作用。电缆地层测试目前应用的主要是组件式电缆地层测试器，仪器结构包括电气组件、双探头组件、石英压力计组件、流动控制组件和样品筒组件几部分。根据用户的需求，可以单独测量地层压力及压力梯度，或者同时采集多个地层流体样品。 MFE（mulitflow evaluator）被称为多流测试器，是斯伦贝谢公司研制的地层测试器，用 它可实现钻井中途裸眼井段测试和多层段间的跨隔测试。MFE测试技术是通过钻杆或油管 将专用测试仪器及管串组件传输下到欲测试目的层段，利用封隔器座封实现管柱内腔体与环空的阻隔，使地层流体在人为控制压差的条件下顺利流动进入管柱，从而摸清目的层压力、液性和产能等数据资料。压差的人为控制是通过开关操作井下特殊工具实现的，可进行流动生产和关井压恢等条件下测试的多次往复转换。
一种井下管柱载荷测试方案 提出了一种基于电桥应变片结构测量油井管柱拉压载荷的方案。通过电阻应变式传感器检测井下管柱封隔器的应变力来测试其载荷大小。井下数据采集模块采集的数据经控制芯片存储于SD卡中，测试完毕后测试短接随管柱一起出井，用地面PC机读取SD卡中数据，即可对历史数据进行分析。此方案具有存储式，便携式，测试数据量大的优点，对油井封隔器管柱失效问题的解决提供了实测载荷数据的可行方法。 标签：存储式；载荷测试；封隔器 引言 大庆油田经过多年的分层开采后，油田已进入中后期的发展，油井管柱在井下的工作情况越来越恶劣，油井分层开采，层间矛盾不断加剧，油层含水量不断上升，致使采油过程中油井封隔器分层难度越来越难，封隔器管柱失效问题日益突出[1]，基于以上情况，文章提出油井管柱封隔器载荷实测试方案，具有一定的研究价值。 1 测试方案总体设计 方案总体为地面部分与井下部分。地面部分就是对SD存储卡中数据进行解析处理，用MATLAB等软件通过编程进行辅助分析，将数据用表格、坐标图等形式进行可视化处理，直观地给现场施工进行有效指导。井下部分包括与管柱连接的测试短接，传感器应变片全桥电路，信号放大、滤波调理电路，数据存储模块电路，电源管理模块电路六部分。测量单元独立成套，可安置在油井管柱的不同位置。方案设计框图如图1。 2 技术参数 此方案中最关键的部分是载荷测试应变筒，由现场井下工作情况确定载荷测试的技术指标：应变筒轴向拉压承重范围-300kN～300kN，测试精度5%F.S，工作温度范围-20～120℃，工作最高耐压30Mpa，电源采用大容量、耐高温磷酸铁锂充电电池，设计采样率每秒2个点，连续工作时间为90天。 3 系统设计 3.1 应变片传感器 应变式传感器与其他类型传感器相比具有以下特点：测量范围广，精度高，传感器输出特性的线性度好，工作性能稳定，而且经济实用，能在恶劣环境下工作[2]，但是在实际应用时必须对应变片横向效应引起的精度误差与温度漂移进行补偿。在本设计方案中，载荷测试构件要随油井管柱一起下井，安装在管柱与
一 、工程背景 压裂过程中,井下管柱要承受自重、内压、外压、各种效应力、粘滞摩阻力、套管支承反力、弯矩和锚定、坐封力等多种载荷的联合作用。施工泵压、排量、流体性质的改变,将直接引起管柱内、外温度和压力变化,势必导致封隔器油管柱受力和变形发生变化,从而进一步影响到油管的强度和封隔器的密封效果,在高温高压深井、超深井作业中,这样的矛盾尤为尖锐和突出。所以,压裂过程中的管柱受力已经成为影响压裂施工成败的关键因素之一。 本文对简化后的回接压裂油管的受力变形进行了分析。略去封隔器上端水力锚的影响、忽略油套环空压力的变化（▽p o =0）、忽略粘滞摩阻力、忽略回接插头与回接筒的阻力。 二 、回接的压裂油管基本效应的力学模型建立 1 活塞效应 由油管内外压力引起的对油管的作用力称为活塞力，相应由油管柱内外压力的变化引起油管的伸长或缩短的这种现象叫做活塞效应。 如图1-a 所示（油管的内径等于密封管的外径），p o 为环空压力，p i 为油管压力，A o 、A i 各为油管内外径截面积，A p 为密封管的内腔截面积。 因此有： 向上的力： )()('1p i i i o o A A p A A p F -+-= 向下的力： ) (''1p i i A A p F -= 假设向下的力为正， 向上的力为负。 则活塞力为： ' 1''11F F F -= )(01o i A A P F --= 假设油管伸长为正，缩短为负。 由胡克定律可得，活塞力引起的油管伸长或缩短为： P o P i P i P o Ap Ao Ai Ap Ai Ao 1-a 1-b 图1
s EA L F L 11= ? 式 1 式中： L —— 油管的原始长度； E —— 油管的材料性能参数，205GPa ； A s —— 油管的横截面积，A s =A o -A i. 2 膨胀效应 当油管内有内压时， 油管内压会作用在油管内壁上，使油管直径增大，管柱将缩短，这种现象叫做正膨胀效应，反之，称为反膨胀效应。 由于油管柱内、外流体的变化，是油管发生膨胀效应，若用管柱受力的变换来表示膨胀效应，其公式[1]为： ) (6.0)(6.0oa o ia i p A p A F ?-?≈? 当管内流体流动而管外流体不流动时，其管柱由于膨胀效应引起的长度变换 ?L 2[1] 为： L R R E L R R E L os is o i 1212212 22 222-?-?--+-?-?-=?ρρμδμμ ρρμ R —— 油管外径与内径的比值； i ρ? —— 油管中流体密度的变化； o ρ? —— 环空流体密度的变化； is p ? —— 井口处油压的变化； os p ? —— 井口处环形空间压力的变化； δ —— 流动引起的单位长度上的压力降，（向下流动为正）。 因本文中忽略流体密度的变化、流动引起的压力降及认为环空压力不变，因此上式简化为： L R E L is 122 2-?- =?ρμ 式2 3 螺旋屈曲效应 由于压力不仅沿管柱垂直作用于封隔器处的密封管和油管上，同时也水平作用于整个油管的壁面上。当密封管处的活塞力大于管柱发生弯曲的临界力时，油管就会发生螺旋屈曲。螺旋屈曲分为：弹性螺旋屈曲（弯曲力去除之后，管柱恢复直线状态）和永久性螺旋屈曲（弯曲力去除之后，管柱仍保持螺旋屈曲状态）。本文分析的是弹性螺旋屈曲。 由螺旋屈曲引起管柱的纵向缩短长度是?L 3 [1]: E I q F r L 82 23- =? 式3
4 测试管柱的力学分析 测试管柱在井筒中要受到各种外力的作用，如内外压力、重力、井壁的反力等的作用。这些作用力与温度共同作用在测试管柱上，造成管柱的变形，如拉伸变形和屈曲变形等，以及在测试管柱中产生内力，如轴向力、弯矩等。如果这些变形或内力过大，就可能对测试管柱产生损坏。 在不同的操作中，这些外力是不同的。因而，各种工况所产生的内力也不尽相同。例如，下放测试管柱时，测试管柱受的外力为重力和完井液对管柱的浮力，上部则由钻机大钩吊着；在坐封时，大钩逐步加上钻压，即松弛力，使封隔器坐封；在开井时，测试管柱中有天然气流过，因而测试管柱内外压力会发生变化，此外，测试管柱的温度变化会使管柱伸长。因此，在分析时必须根据不同工况进行具体分析。 管柱在受到外力作用时产生变形，根据不同的内力，变形有所不同。众所周知，当管柱的轴向力是受拉时，管柱只是伸长，而当管柱的轴向力是受压时，除了轴向缩短外，对于这种长细比很大的管柱，管柱还会产生屈曲变形。屈曲变形反过来又会影响内力。 因此，对测试管柱在井筒中的力学分析有助于合理地设计测试管柱及其测试操作。在本章中，我们研究井眼中管柱的受力分析、受压部分的屈曲分析和测试管柱的强度分析。 4.1 测试管柱各工况的受力分析 在地层测试过程中，需要进行测试管柱的下放（简称为下钻）、用低比重流体替代测试管柱中的流体（简称为低替）、封隔器坐封（简称为坐封）、打开井口关井阀诱喷（简称为开井）、井下关井阀关井（简称为1关）、井口关井阀关井（简称为2关）、高比重泥浆循环压井（由井口油管将高比重泥浆压入，从环形空间流出；简称为循环）或高比重泥浆反循环压井（由井口环形空间将高比重泥浆压入，从油管流出；简称为反循环）和压裂与酸化（简称为高挤酸）等操作。在这些操作中，测试管柱受力是不
MFE地层测试器 一、特点 MFE地层测试器是一套完整的井下开关工具，整套测试工具借助于钻杆的上、下运动操作和控制井下工具的各种阀，具有操作方便、动作灵活可靠，地面显示清晰的特点。测试时在地面可以比较容易地观察和判断井下工具所处的位置，并能获得任意次开井流动和关井测压期。MFE地层测试器是大庆油田最早使用的地层测试工具，有127mm（5″）工具，适应于裸眼井测试和168mm(6 5/8″)以上的套管井测试；有108mm(4 1/4″)工具，适应于140mm(5 1/2″)以上的套管井和裸眼井测试;95mm(3 3/4″)工具，适应于140mm(5 1/2″)以上的套管井测试；79mm(3 1/8″)工具，适应于114mm(4 1/2″)小直径套管井测试。但在使用中存在换位机构易损、心轴易堵、高产井截流、封隔器易泄压等问题。 二、结构 MFE测试器主要由换位机构、延时机构、取样机构三大部分组成。 1、换位机构 包括花键心轴、花键套、J型销、止推垫圈。 花键心轴与上部油管相连，受地面控制，只能上、下运动，不能转动。J型销与花键套钉为一体并插入换位槽内，当花键心轴上、下运动时，拔动花键套转动，但不能上下移动。J型销从一个位置换到另一个位置，下方测试阀也从一个位置换到另一个位置（上下位置改变），达到开井和关井的目的。止推垫圈充分保障了花键套的轴向旋转。如图1-1-1： （1）下井时，J型销通常在A位置，测试处于关闭状态； （2）下置预定位置加压坐封后，换位槽下行，延时几分钟后，管柱自由下落，测试处于开井状态，J型销此时处于在B位置； （3）慢慢上提管住，换位槽上行，出现自由行程，J型销移置C处，测试处于关闭状态；
油气井杆管柱是石油钻采作业的脊梁和中枢神经。油气井杆管柱力学主要研究钻柱力学、井眼轨道控制、套管设计、有杆泵抽油系统等内容。对油气井杆管柱进行系统全面、准确的力学分析, 可以实现快速、准确、经济地控制油气井的井眼轨道；准确地校核各种杆管柱的强度, 优化杆管柱设计；优化油气井井眼轨道；及时、准确地诊断、发现和正确处理各类井下问题；优选钻采设备和工作参数。 燕山大学石油工程研究所教授、博士生导师李子丰等在国家“八五”重点科技攻关项目“石油水平井钻井成套技术”、国家“九五”重点科技攻关项目“侧钻水平井钻井采油配套技术”、“863”计划项目“旋转导向钻井系统整体方案设计及关键技术研究”和“海底大位移井钻井技术”、国家自然科学基金项目“防止热采井套管热破坏的固井新技术”等支持下，在建立油气井杆管柱力学理论体系研究方面取得多项重要创新性科学发现。 一、提出了油气井杆管柱动力学基本方程, 该方程统一了原有的油气井杆管柱力学分析领域的各种微分方程, 为油气井杆管柱的各种动静态力学分析奠定了基本理论基础 应油气田开发的迫切需要, 科学界自20世纪50年代以来针对油气井杆管柱的某些特殊问题已进行了较广泛、较深入的研究, 发表了数以百计的学术论文。特别是“七五”和“八五”期间国家组织的对定向丛式井和水平井的科技攻关, 使我国的油气井杆管柱力学研究水平大大提高。但所有的研究工作都是基于某项特殊需要而进行的。对某些问题，如动力问题和几何非线性问题研究较少。为此，需要对杆管柱动力学问题进行系统的研究, 建立统一的理论。
李子丰教授通过对油气井杆管柱进行力学和运动分析，推导了用于对油气井杆管柱进行各种力学分析的几何方程、运动平衡方程和本构方程。由于油气井杆管柱动力学基本方程统一了现有一切油气井杆管柱力学分析的微分方程，现有的油气井杆管柱力学分析的微分方程都可由该动力学基本方程通过适当简化而得到，所以，该基本方程在石油钻采工程界具有广泛的应用。 二、建立了斜直井段杆管柱稳定性力学分析的数学模型，指出了“虚构力”理论的错误 石油工程中的钻柱、套管柱、油管柱和抽油杆柱在井筒中工作时在某些井段经常处于压扭状态，发生正弦或螺旋屈曲。屈曲后，杆管柱内的应力急剧增加，与井壁的摩擦阻力增加，会发生自锁现象，严重时可发生强度破坏。 李子丰教授从油气井杆管柱动力学基本方程出发，推导了斜直井中受压扭细长杆管柱几何非线性屈曲的微分方程，建立了水平井段杆管柱稳定性力学分析的数学模型，分析了无重受压扭圆杆管柱的螺旋屈曲,给出了螺旋屈曲管柱的力学分析方法。 通过对内外压力对管柱稳定性的影响研究发现，(1)传统的油井管柱稳定拉力或虚构拉力的计算公式是错误的；(2)内外压力对悬挂油井管柱的稳定性没有影响；(3)内外压力本身对两端固定的油井管柱的稳定性没有影响，两端固定后，内外压力的变化对油井管柱的稳定性有影响；封固后管柱的等效轴向力与封固时管柱的轴向力、材料泊松比、内压变化量、外压变化量和内外管截面积有关；(4)对于两端固定的油井管柱，内压增加降低管柱的稳定性，外压增加提高管柱的稳定性。 三、建立了油气井杆管柱的稳态拉力——扭矩模型 在油井作业中, 由杆管柱和井壁接触所产生的轴向阻力和扭矩损失对钻采作业有很大的影响, 甚至成为作业成败的关键。先进的拉力和扭矩模型, 尤其在与先进的地面扭矩、大钩载荷、井底扭矩和钻压的测量仪器结合使用时可以实现如下目的: (1) 优选井眼轨迹, 使整个杆管柱的摩擦阻力和扭矩损失最小; (2) 选择和校核地面设备, 优化杆管柱设计; (3) 监测井下问题; (4) 指导下套管作业; (5) 确定杆管柱与井壁的接触压力, 估计套管的磨损程度和键槽是否存在; (6) 决定是否改变泥浆性能; (7) 根据地面悬重计算钻头实际钻压。 李子丰教授依据油气井杆管柱动力学基本方程, 建立了定向井、水平井杆管柱稳态拉力—扭矩模型，并在下列领域得到了成功的应用：（1）钻柱强度分析和优选；（2）井下作业管柱力学分析；（3）井下岩屑床和其它复杂情况监测；（4）优选井眼轨道；（5）钻柱和套管减磨设计等。 四、建立了试油管柱力学分析的数学模型
第三章钻杆地层测试试油 习题 1.地层测试试油的概念，目的及优点 2.地层测试基本原理及分类 3.地层测试设计内容 4.不同类型地层测试选择方法、开关井时间分配 5.测试垫的概念及类型 6.封隔器坐封位置的选择 7.画出典型APR 测试工具下井测试的管柱示意图，说明主要组件的名 称。 8.一口216mm的裸眼井，井深4020m,测试层段4000-4015m, 用127mm钻杆测试，钻杆环形面积A2 = 126.6cm2,杆重量为 350N/m，总长度为3870m,用159mm钻铤120m，钻挺重量1200N/m, 127mm多流测试器下深4000m,多流测试器下部管柱重量为15000N,钻 井液密度丫 = 12000N/m3。坐封封隔器的负荷f封=150000N,计算上提 理论自由点的读数。 9.油管输送射孔一测试联合作业技术的优点 10.下图为地层测试压力卡片展开图,说明图中字母A、B、C、D、 E、F、G、H 所代表的意义,分析该卡片所揭示的地层信息。
11.某井采用MFE测试工具进行地层测试，井深3200m,油层在3150 —3170 m,多流测试阀下入位置在3020m,预计地层压力为 32.3Mpa,泥浆密度为1.21 g/cm3，如果测试垫为清水，测试设计最 大工作压差为8Mpa。（1）画出测试井井深结构图，标出测试阀和封 隔器位置。（2）计算液垫的高度。 答案 1.地层测试试油的概念，目的及优点 答：地层测试又称钻柱测试（Drill Stem Testi ng简称DST）,是一种重 要的测试方法。是指在钻井过程中(或下套管完井之后)，用钻杆(或油
地层测试概述 一、地层测试的概述 什么叫地层测试？在钻井工程建立起地层通道——井眼之后，使地层流体流入井筒甚至喷出地面，并对流体和产层通过一系列测试，搞清流体性质、产能及取得各种地层特性参数资料的整个工艺过程，就叫做地层测试。 二、地层测试的目的 地层测试的目的主要有以下七种： 1、搞清地层流体性质（包括地面的和地层条件下的两种）及产出能力。 2、搞清产层有效厚度及有效渗透率。 3、搞清产层压力及温度。 4、搞清地层损害程度。 5、搞清测试过程中有无衰竭现象。 6、搞清地层中的油、水界面位置或油、气或气、水界面位置。 7、搞清测试半径、边界显示及单井层控制地质储量等。 三、地层测试的种类 地层测试按施工方式的不同可分为两类，既常规测试（俗称试油）和钻竿式地层测试（简称DST）。DST测试又可分为裸眼中途测试和套管完井测试两种。 钻竿地层测试，不管哪种测试，按照实现井下开关的操作方式可分为以下三种： 1、旋转式：通过旋转一定圈数的钻竿（管串）来实现井下开关井。如来因斯公司的常 规式和跨隔式DST测试工具等。 2、提放式：通过提放一定距离的钻竿（管串）来实现井下开关井。如江斯顿公司的 MFE测试工具和哈里巴顿公司的常规测试工具等。 3、环空压力控制式：通过对测试管串外的环空加压和放压来实现井下开关井。如哈里 巴顿公司的LPR－N式江斯顿公司的PCT式测试工具等。 四、钻竿式地层测试（DST）工作原理 DST测试管串下井时，作为实现井下开关井的测试器（阀）是关闭的，测试器以上的官腔（再抗外挤压力以内）可以和大气连通，所以说最低压力可以达到一个大气压力。当管串下到预定位置，使分隔器坐封后便截断了地层与环形空间压井液的通道。此时施以外力（或旋转或提放钻竿或环空加压），使测试器突然打开，地层流体便会在地层压力或加垫诱喷压差的作用下流入井筒（即测试管串空腔）甚至喷出地面。 诱喷压差大小的控制，可以通过对管串的加垫来调节。所以加垫是指在测试器之上加入一定数量的气体或液体，使其对测试器产生一定的回压来减少诱喷压差。选择合理的诱喷压差对钻竿式地层测试来说是非常重要的一个环节，它直接关系到测试的成败。因为这个初诱喷压差既要能解除井壁及井筒附近地层的堵塞或污染，使地层流体迅速流入井筒、喷出地面，又不能导致破坏地层结构，造成井壁坍塌或引起地层严重出砂。
第31卷 第3期2010年5月 石油学报 AC TA PETROL EI SIN ICA Vol.31May No.3 2010 基金项目:国家科技重大专项子课题(2008ZX 050262001205)“深水钻井工程设计关键技术研究”资助。 作者简介:张 辉,女,1982年12月生,2004年毕业于中国石油大学(华东),现为中国石油大学(北京)在读博士研究生,主要从事油气井管柱力学与 控制研究。E 2mail :zhanghui 0123@https://www.doczj.com/doc/9e8121532.html, 文章编号:0253Ο2697(2010)03Ο0516Ο05 深水导管喷射安装过程中管柱力学分析 张 辉1 高德利1 唐海雄2 蒋世全3 (11中国石油大学石油工程教育部重点实验室 北京 102249; 21中海石油(中国)深圳分公司 广东深圳 518067; 31中海石油研究中心 北京 100027) 摘要:根据深水导管喷射安装作业特点,建立了该过程中的管柱静力学模型,并应用加权残值法进行了求解,得出了在考虑环境载 荷、钻柱结构及钻井船偏移等因素影响下的管柱变形和应力分布规律。研究结果表明,中深层海流对管柱变形影响最大,合理设计钻柱结构和控制钻井船偏移是保证深水导管垂直安装和钻柱抗拉强度安全的关键。深水管柱的弯曲正应力在钻柱的上下两端作用明显,进行钻柱强度设计时,必须考虑管柱横向变形引起的弯曲正应力,提出了相适应的钻柱结构优化方案。作业初期,钻井船向海流负方向适当偏移,有利于控制导管的入泥倾角;遇阻活动管串时,钻井船向海流正方向适当偏移,能够有效地降低钻柱危险截面上的最大拉应力。 关键词:深水钻井;喷射安装;管柱力学模型;抗拉强度;钻柱设计中图分类号:TE 52 文献标识码:A Tubular mechanics in jetting operation of conductor under deepw ater condition ZHAN G Hui 1 GAO Deli 1 TAN G Haixiong 2 J IAN G Shiquan 3 (1.Key L aboratory f or Pet roleum Engineering of the M inist ry of Education ,China Universit y of Pet roleum ,B ei j ing 102249,China;https://www.doczj.com/doc/9e8121532.html, OOC China L imited S henz hen ,S henz hen 518067,China;https://www.doczj.com/doc/9e8121532.html, OOC Research Center ,B ei j ing 100027,China ) Abstract :Based on the features of load and boundary conditions in jetting operation of conductor under deepwater condition ,a tubu 2lar mechanic model was established ,which was solved by weighted residual method to calculate the change regulation of tubular de 2formation and stress distribution associating with the environment load ,tubular composition and drill ship off set.The middle 2deep o 2cean currents have great effect on the deformation of pipe string.The design of drill string composition and control of drill ship off set are important for the successf ul operations of conductor in deep water.The bending normal stress of drill string is significant at both ends of tubular ,so it should be considered in the tension strength design of drill string.A suitable drill string composition is sugges 2ted to be used in deep 2water jetting operations.In the primary stage of operation ,the off set of drill ship to the negative direction of sea current benefits to control the dip angle of conductor.The maximal axial stress in dangerous section of pipe string can decrease when the off set inclines to the positive direction of sea current while working the pipe under the resistant state.K ey w ords :deepwater drilling ;jetting operation ;tubular mechanic model ;tension strength ;drill string design 深水导管安装是深水钻井作业的关键环节之一,也是国内外深水钻井研究的一个热点问题[124]。深水 导管喷射安装是针对深水作业特点发展起来的一种导管安装工艺。该技术将钻井眼与下导管两项作业“合二为一”,在钻进的同时,导管随之安装到位。利用地层与导管之间的摩阻力固定导管,并承担后续载荷,保持井口稳定[5]。 深水导管喷射安装是无隔水管钻井作业,管柱在轴向载荷和海浪、海流等横向载荷及钻井船偏移等多重作用下发生纵横弯曲变形,其变形和应力分布是作 业参数设计与控制的重要依据。目前在深水导管喷射安装作业过程中,大多根据管柱实际变形后的测量结果调整作业参数,将占用一定井口时间。笔者建立了深水导管喷射安装过程中的管柱静力学模型,并应用加权残值法进行求解,研究结果可应用于指导深水导管喷射安装作业设计和控制。 1 作业分析 111 工况分析 深水导管喷射安装作业初期,管柱在下放过程中