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螺杆钻具造斜能力分析及预测作者：吴振江， 柳贡慧， 李军， WU Zhen-jiang， LIU Gong-hui， LI Jun作者单位：吴振江,李军,WU Zhen-jiang,LI Jun(中国石油大学,石油工程教育部重点实验室,北京102249)， 柳贡慧,LIU Gong-hui(中国石油大学,石油工程教育部重点实验室,北京102249;北京联合大学,校长办公室,北京,100010)刊名：石油矿场机械英文刊名：OIL FIELD EQUIPMENT年，卷(期)：2009，38(8)引用次数：0次1.Karisson H.Brassfield T.Krueger V Performance drilling optimization[SPE/ IADC 13474] 19852.Karisson H.Cobbley R.Jaques G E New developments in short-,medium-,and long-radius lateraldrilling[SPE/IADC 18706] 19893.Hassen B R.MacDonald A J Field comparison of mediumand long-radius horizontal wells drilled in the same reservoir[SPE/ IADC 19986] 19904.王树龙.樊奖平.葛党科.杨霞.邹旭冬螺杆钻具在侧钻井钻进过程中相关问题的探讨[期刊论文]-石油矿场机械2007(6)5.王宝新弯壳动力钻具造斜率的几何分析与计算 1994(1)6.帅健.于永南.洪学福短弯外壳导向钻具的造斜率计算 1996(1)7.苏义脑.唐雪平.高兰双弯与三弯钻具对单弯钻具的等效问题[期刊论文]-石油学报 2002(2)8.苏义脑导向钻具选型与总体设计的原则和方法 1999(3)9.刘修善.何树山.邹野导向钻具几何造斜率的研究[期刊论文]-石油学报 2004(6)10.刘修善导向钻具几何造斜率的实用计算方法[期刊论文]-天然气工业 2005(11)11.刘修善.王成萍.程安林弯壳体导向钻具的设计方法[期刊论文]-石油钻采工艺 2005(4)12.周全兴中曲率水平井钻井技术 200213.朱虎军.祝效华.司念亭.左凯.童华直井复合钻螺杆钻具失效分析[期刊论文]-石油矿场机械 2008(9)1.期刊论文唐雪平.陈祖锡.汪光太.郭自力.TANG Xue-Ping.CHEN Zu-Xi.WANG Guang-Tai.GUO Zi-Li中短半径水平井弯壳螺杆钻具造斜率预测方法研究-钻采工艺2000,23(3)准确的造斜率预测是侧钻中短半径水平井成功的关键.根据中短半径水平井的特点,提出了用极限曲率法和修正的三点定圆法来预测弯壳螺杆钻具的造斜能力,并对典型螺杆钻具的造斜率进行了预测和敏感性分析,以指导螺杆钻具的设计、选择和井眼轨迹控制.文中所述两种预测方法可较好地预测工具的造斜率,能满足中短半径水平井的需要,并得到了现场验证.2.期刊论文孙健.李黔.王治平.袁小波.朱宗莉.SUN Jian.LI Qian.WANG Zhi-ping.YUAN Xiao-bo.ZHU Zong-li中短半径水平井造斜率与螺杆钻具应力研究-天然气工业2007,27(6)应用非线性有限元法,建立了中短半径水平井螺杆钻具力学模型.分析了不同井眼曲率和不同弯角下φ120 mm大角度单弯螺杆钻具组合应力分布情况,最大等效应力随着曲率的增加先减小后增大,随着弯角的增大而增大;采用平衡曲率法,对大角度单弯螺杆造斜率进行了计算.确定了螺杆钻具组合极限应力与造斜率的关系,等效应力线与分界线交点的左侧随井眼曲率增加而减小、等效应力线与分界线交点的右侧随井眼曲率增加而增加.该项研究为中短半径水平井大角度单弯螺杆钻具的安全使用、轨迹控制设及螺杆钻具的改进提供了依据.3.学位论文唐雪平侧钻中短半径水平井螺杆钻具的结构参数设计及造斜率预测1998该文首先研究了在纵横弯曲载荷联合作用下的变截面梁柱力学模型,建立了二维井身条件下钻柱受力分析的整体坐标系统和局部坐标系,从中得出了两坐标系之间的关系和支坐连续条件和上切点边界条件,通过对具有初始结构弯角的梁柱进行等效处理,用纵横弯曲法梁柱理论建立了中短半径水平井造斜螺杆钻具组合的力学分析模型.然后在力学模型的基础上,对弯螺杆钻具的造斜能力进行了敏感性分析.4.会议论文苏义脑.陈祖锡.唐雪平.王新民侧钻中短半烃水平井同体双弯螺杆钻具的研制和现场应用2000套管内开窗侧钻水平井是开发老油田的一种有效手段，由于在原井网内开发剩余油，因此，水平井的靶前位移较小，这就要求采用中短半烃水平井。
螺杆钻具防斜打快技术分析【摘要】井斜问题是影响钻井井身质量的关键因素，而目前钻井中对井身轨迹提出了更高的要求，如何控制好井斜大小和井身轨迹的走向以及提高钻井速度是钻井的重要工作。
利用常规钻井技术不但很难满足井身质量的要求，而且严重制约了钻井速度的提高。
通过理论分析和实践，利用动力钻具配合高效钻头钻井，可以大大地提高机械钻速、缩短钻井周期，尤其是防斜打直方面可以更好地控制井身轨迹。
【关键词】动力钻具钟摆钻具井身轨迹防斜打快目前，普遍使用的防斜钻具结构主要有钟摆钻具组合、双稳定器满眼钻具、柔性防斜钻具、偏轴防斜钻具等等。
通过力学分析，以上钻具结构都是依靠钻具的钟摆力来达到防斜和纠斜的效果。
因此，钟摆钻具是在直井段钻进中广泛使用的，而且在普通的地层里，其防斜效果非常明显，但在一些倾角较大的地层，其防斜能力较差，往往不能提高机械钻速，而且井斜得不到控制。
为提高钻具结构的防斜及纠斜效果，并提高机械钻速，根据动力钻具自身的特点，利用动力钻具的高转速带动钻头高速转动。
实践证明利用此钻具组合，不用再采取小钻压吊打，不仅很好的控制了井斜也大幅度的提高了机械钻速，缩短了钻井周期，取得了较好的经济效果。
1 钻井现状1.1 井身轨迹的严格要求随着大部分油田开发进入中后期，越来越多的采用大斜度定向井、大位移井来加密开发剩余油气藏，这就对井身质量提出了越来越高的要求，靶区半径由原来的50-70m，缩小到了现在的20m，15m，甚至要求在10m半径范围内，而且对井身轨迹提出了更高的要求，限制直井段井眼轨迹的位移，这是为了与老井眼进行防碰，也是为了将来能够有足够的空间布置新井位。
1.2 地质条件的限制在普通地层，采用钟摆钻具，可以很好地控制井斜，使井身轨迹达到设计要求。
但是在深井、大倾角地层及易增斜地层，采用常规钻具钻进，虽然采取小钻压吊打的方式，但往往很难起到控制井斜及轨迹走向的目的，更是严重制约了钻井速度，得不到很好的经济效益。
底部钻具组合造斜率预测新方法
史玉才;管志川;赵洪山;黄根炉
【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2017(041)001
【摘要】基于钻头与地层相互作用模型及钻进趋势评价指标,提出一种底部钻具组合造斜率预测的新方法——平衡趋势法,认为底部钻具组合的造斜率应与钻进趋势角为零时的井眼曲率相等.结合钻具组合受力分析模型和钻头与地层相互作用模型,推导出钻进趋势角的计算表达式,建立平衡趋势法求解底部钻具组合造斜率的计算方法.实例验证表明,该方法具有较高的计算精度,能够实现钻头和地层的各向异性、地层倾角及倾向等各种因素对底部钻具组合造斜率的定量评价,为今后底部钻具结构的合理配置以及钻井参数的优选提供有力的理论依据和分析手段.
【总页数】5页(P85-89)
【作者】史玉才;管志川;赵洪山;黄根炉
【作者单位】中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院,山东东营257017;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580
【正文语种】中文
【中图分类】TE21
【相关文献】
1.底部钻具组合二维分析新方法 [J], 宋执武;高德利
2.底部钻具组合三维静力分析的新方法 [J], 孔凡忠;吕英民
3.静态推靠式旋转导向工具造斜率预测分析 [J], 王恒;孙明光;张进双;管志川;史玉才;孙连忠
4.推靠式旋转导向工具造斜率预测方法 [J], 黄文君;王舸;高德利
5.新疆塔河油田φ149.2mm井眼造斜率分析及预测 [J], 魏志刚;王逸;曾杰;王伟志因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
造斜率原则分析的详细介绍从理论上看，根据“造斜率原则”，由井身设计的造斜率K值即可确定工具的实际造斜率KTa值，用户可不必过分苛求所选钻具的具体结构型式。
但现场上，为了满足钻井工艺的要求，螺杆钻具结构参数（结构弯角类型、结构弯角位置与大小、扶正器类型、扶正器尺寸与位置）的合理确定确实是一个协调矛盾、逐步调整寻优的过程。
主要建议性原则概括如下：(1)用于小馥率井段和水平段钻进的导向螺杆钻具可选择反向双弯双扶正器的结构形式。
下扶正器一般为近钻头扶正器，装在传动轴（万向轴）之上。
万向轴壳体为反向( DTU)，其下结构弯角A．应大于上结构弯角A：，二者间常用的关系为λ2＝－1／2λ 2 工具面是由下结构弯角确定的，根据大小变化有不同的规格，A，增大将导致K值增大。
(2)用于小曲率和中曲率半径井段的中、下段[K= (00 -13。
)/30m]的导向螺杆钻具的基本型式一般为单弯壳体加扶正器的结构型式。
扶正器为装在传动轴壳体上的近钻头扶正器，上扶正器为装在钻具旁通阀之上的钻柱扶正器（是否加扶正器可依现场控制需要考虑，若不加上扶正器会使造斜率略有增加，但会降低工具面的稳定性）。
单弯壳体确定了工具面，调整弯点位置可影响造斜率的大小。
(3)用于中曲率井段的上段(K =13°- 20°/30m)的导向螺杆钻具的结构型式主要是同向双弯( FAB)的结构形式。
这种类型的螺杆钻具组合是由一个较大角度的单弯壳体（带有下结构弯角Ai）和装在旁通阀之上的同向共面接头（带有上结构弯角λ2）构成，λ1和λ2必须同向且严格共面，否则将造成工具的力学特性紊乱，λ1对造斜率的影响大于λ2。
同向双弯螺杆钻具都不加扶正器，需进一步增大造斜率时，可考虑加垫块，位置可在下弯点附近。
(4)弯壳体的弯点位置对于工具的造斜率、钻头的偏移量和钻具的强度均有影响。
弯点位置下移可显著增加造斜率和减小钻头偏移量，而减小偏移量有利于降低钻具下井的难度和减小导向钻进时的井眼扩大量。
天合石油集团是专业从事石油钻采工具和设备的研发、制造、销售、油田服务于一体的综合服务型和制造型企业。
公司是中国国家级高新技术企业，中国驰名商标企业，是中国石油和石油化工设备工业协会理事单位。
公司具有ISO国际质量体系、API、HSE健康、安全环境管理体系等认证资质。
公司产品销售网络已覆盖中国石油、中国石化、中海油等集团公司所属全部油田，截至目前公司产品已出口至全球45个产油国，其中国际市场出口额已占公司80%左右的销售额。
Tianhe Oil Group is a comprehensive enterprise comprising of equipment manufacturing and oilfield services. The company specializes in innovation, manufacturing and sales of drilling and petroleum extraction tools, equipment and oilfield services. Tianhe Oil Group is the council member of CPEIA (China Petroleum and Equipment Industry Association) and is rewarded as a Hi-Tech enterprise at the national level. The company is a well-known trademark in China. It has been certified to comply with ISO, API, HSE management system. Tianhe Oil Group has developed a strong network in domestic sales covering all oilfields of CNPC, SINOPEC and CNOOC. Currently, our products and equipment have been exported to 45 countries. Overseas businesses cover 80% of our company sales.资质与荣誉CERTIFICATION AND QUALIFICATION1.前言 Introduction 螺杆钻具是以钻井液为动力的一种井下动力钻具，其核心动力部件为一容积式马达。
文章编号：1000 − 7393(2023)03 − 0307 − 05 DOI: 10.13639/j.odpt.202201035实钻造斜率的实用分析算法鲁港1 李杉2 杨云龙2 王海涛1 李雪松1 孟庆安1 陈俊宇1 魏涛31. 中国石油昆仑数智科技有限责任公司；2. 中国石油渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司；3. 斯伦贝谢长和油田工程公司引用格式：鲁港，李杉，杨云龙，王海涛，李雪松，孟庆安，陈俊宇，魏涛. 实钻造斜率的实用分析算法［J ］. 石油钻采工艺，2023，45（3）：307-311,318.摘要：为了根据现场有限的数据快速估算一个立柱(单根)的实际造斜率，建立了滑动钻进的数学模型。
有2个滑动段的“复合+滑动+复合+滑动+复合”钻进模式，数学模型是一个九元非线性方程组。
通过一系列数学变换，从该非线性方程组推导出一个只包含实际造斜率的一元非线性方程。
从方程图像上看，该方程具有简单的凸凹性，适用于使用二分法求根。
给出了完整的数值求解算法，当求出未知数实际造斜率之后，方程组的其他未知数能用解析计算公式简单地反向计算出来。
使用理论模拟数据对算法进行验证，算法能正确求出唯一的造斜率；使用实际测斜数据和滑动记录数据对算法进行验证，算法能快速、正确给出实际造斜率的估算值。
该算法为现场定向井工程师提供了一种新的计算辅助方法，在钻井现场快速估算实际造斜率时有较大的实用价值。
关键词：定向钻井；实钻造斜率；快速估算；空间圆弧模型；数值解中图分类号：TE243 文献标识码： AA practical estimation algorithm for actual build-up ratesLU Gang 1, LI Shan 2, YANG Yunlong 2, WANG Haitao 1, LI Xuesong 1, MENG Qing’an 1, CHEN Junyu 1, WEI Tao 31. CNPC Kunlun Digital Technology Co., Ltd., Beijing 100043, China ;2. Directional Drilling Company , CNPC Bohai Drilling Engineering Co., Ltd., Tianjin 300280, China ;3. SCP Oilfield Services Co., Ltd., A Schlumberger JV Company , Xi’an 710021, Shaanxi , ChinaCitation: LU Gang, LI Shan, YANG Yunlong, WANG Haitao, LI Xuesong, MENG Qing’an, CHEN Junyu, WEI Tao. A practical estimation algorithm for actual build-up rates ［J ］. Oil Drilling & Production Technology, 2023, 45(3): 307-311, 318.Abstract: A mathematical model was built for slide drilling to rapidly estimate the actual build-up rate for a stand (joint) using limited on-site data. For the drilling mode of “compound + slide + compound + slide + compound ” drilling (having two slide sections), the mathematical model is a nonlinear equation group with nine unknows. We managed to derive a nonlinear equation with only one unknown (the actual build-up rate) from the above nonlinear equation group via a series of mathematical transforms. The graph of the equation shows simple convexity-concavity and thus, applicability to the bisection method for solutions. The complete numerical solving algorithm was given for the derived equation, and the other unknows of the equation group can be inversely calculated simply using the analytical formulas. The presented algorithm was validated using the theoretical simulation data, which demonstrated that the algorithm can correctly deliver a sole value of the build-up rate. Moreover, the algorithm was validated using the actual inclinometer data and slide drilling records. It was indicated that the algorithm can rapidly and correctly estimate the actual build-up rate. This algorithm provides a new calculation aid for on-site directional drilling engineers and is highly practical for the on-site fast estimation of the build-up rate.Key words: directional drilling; actual build-up rate; rapid estimation; three-dimensional arc model; numerical solution第一作者: 鲁港(1963-)，1985年毕业于复旦大学应用数学专业，主要从事定向钻井轨迹计算方面的研究工作，高级工程师。
