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石油钻井卡钻事故管柱卡点计算方法

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λ 1 = L 1 L2 + k1 k2
( 14)
当管柱受到上提力 p1Байду номын сангаас、p2 作用时 , 其伸长量 λ 1 、
( 2 q1 L1 + q 2 L 2) gL2 gq1 L1 p1 2 k2 2k 1 ( 2 q1 L1 + q 2 L 2) gL2 gq1 L1 p2 2 k2 2k 1
2
( 15)
16
油 气 井 测 试 2008 年 2 月
λ 2 =
p2 L qgL 2 k 2k
( 5) ( 6)
式中 , k1 为大管径管柱钢材的弹性系数与截面 积的乘积 。 下部小管径管柱积分单元的受力情况如图 2 所 示 。 根据虎克定律 , 积分单 元 d x 在合 力作用下的 伸长量为
力如图 1 所示 。 根据虎克定律 , d x 在受到合力 F 作 用下的伸长量 d λ 为 d λ= p - qgx dx k ( 1)
计算公式
1. 单一管柱卡点计算公式推导 单一管柱受到上提力 p 作用时 , 其深度 x 点以 下管柱受 2 个力作用 : ①上提力 p ; ② x 点以上管柱 在井液中的重力 。 若管柱在井液中单位长度的质量 为 q , 则深度 x 点的合力 F 为 F = pqgx , g 为重力加 速度 。 若 p =qgx , 则合力 F =0 , x =p qg , 即该深度点 为中和点 。 若 p <qgx , 则合 力 F <0 , 即 深度 x >p qg , 中和点以下管柱处于压缩状态 。 若 p >qgx , 则合 力 F >0 , 即深度 x <p qg , 中和点以上管柱处于拉伸 状态 。 式中 , k =EA , 为钢材的弹性系 数与截面积的乘积 ; dλ 为管柱在上提力作用下的理论伸长量 。 两边积 分得
∫
在上提力 p 作用下 , 上部大管径管柱的受力情 况与单一管柱类似 , 即合力 F = p -q1gx 。 下部小管 径管柱在某一深度 x 点受到上提力 p 作用 , 同时受 其上部大 、 小管径管柱在井液中的重力作用 , 合力 F = p[ q1 L1 g + q2 ( x -L1 ) g ] 。 式中 : q1 , q2 分别为大 、 小管径管柱在井液中的单位长度质量 ; L1 为大管柱 自由长度 。
∫ ∫
0
λ
L 0
d λ= λ=
p -qgx dx k
2
( 2) ( 3)
pL qgL k 2k
当管柱受到上提力 p1 , p2 作用时 , 其伸长量 λ 1 , λ 2 分别是 λ 1 =
2 p1 L qgL k 2k
( 4)
[ 作者简介] 宋德军 , 男 , 助理工程师 , 1981 年出生 , 2006 年毕业于西南石油大学石油工程专业 , 目前从事完井试油工作 。
L Δλ= λ 2 -λ 1 = Δp k 则单一管柱的卡点计算公式为 L =k 式中 : L— — —卡点深度 , m ; Δ p— — —上提力增量 , kN ; Δ λ — — —Δ p 作用下的伸长量增量 , m ; 2 k— — — 拉伸量 , kPa·m 。 2. 两种管径组合管柱卡点计算公式推导 Δλ Δ p
( 7)
dλ 小 =
1 [ p -q 1 L1 g -q 2( x -L1 ) g] dx k2
( 11)
式中 , k2 为小管径管柱钢材的弹性系数与截面
∫
乘积 。 两边积分得 λ L +L 1 2 1 dλ [ p - q1 L 1 g - q2 ( x -L 1) g] d x 小 = 0 L k2 1
2008 年 2 月 油 气 井 测 试 第 17 卷 第 1 期
管柱卡点计算
宋德军
( 西北分公司完井测试中心 新疆轮台 841604)
摘要 对在井中被卡的单一管柱和组合管柱分别进行了受力分析 ; 采用提升法 , 依据虎克定 律 , 应用微积分理论 , 分别推导出了单一管柱和组合管柱的卡点计算公式 ; 并且考虑了管柱接箍 、 管 柱加厚对其影响 , 确定了管柱修正系数 。 关键词 管柱 卡点 受力分析 计算公式 修正系数 管柱上端受上提力 作用 , 积 分单元 d x 上端受
( 12) 2q 1 L 1 + q2 L 2) gL 2 pL 2 ( λ 小 = 2 k2 k2 L1 L 2 + p k1 k2
2
( 13)
式中 , L2 为小管柱自由长度 。 总伸长量入为 λ= λ 大 +λ 小 =
( 2 q1 L1 +q 2 L2 ) gL2 gq 1 L1 2k 2 2k 1 λ 2 分别为
2
L 1 L2 λ + 2 = k1 k2
( 16)
因此 Δλ= λ 2 -λ 1 = L2 = k 2 L1 L 2 + Δp k1 k2 Δλ L 1 Δp k1 ( 17) ( 18)
则两种管径组合管柱卡点计算公式为 组合管柱在受到上提力 p1 作用 , 再上升到 p2 , 其大 、 小管径管柱各深度点的合力增值 Δ F为 ΔF 大 =( p 2 -p 1)=Δp ΔF 小 =[ p 2 - q1 L 1 g - q2( x -L1 ) g] [ p 1 - q1 L 1 g - q2( x -L1 ) g] = p 2 - p1 ( 9) 即各深度点的合力增值相等 。 管柱在上提力 p 作用下 , 其上部大管径管柱伸 长量 λ 大 为 λ 大 = pL1 gq1 L2 k1 2k 1
前 言
管柱被卡是修井作业中常见的井下事故 , 如砂 卡 、蜡卡 、水泥固卡 、化学防砂固卡以及落物卡等 。 处理这类事故 , 须先确定卡点深度 , 使卡点以上的管 柱得以安全处理 , 然后处理卡点以下的管柱 。 所谓 “ 卡点” 是管柱在井内被卡的最高位置 。 目前确定卡 点深度的方法有 2 种 : ①测卡仪测取 。 因仪器下入 受管柱的限制 , 不能被广泛应用 ; ②公式计算法 。 现 场广泛应用这 2 种方法 。 但是现场许多都没有考虑 管柱接箍及管柱加厚对其产生的影响 , 事实上这种 影响是不能忽略的 , 特别是对于塔 河油田的深井 。 因此 , 采用提升法 , 依据虎克定律 , 应用微积分理论 推导出卡点计算公式 。

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修井作业常见解卡方法的分析与应用

修井作业常见解卡方法的分析与应用

187引言油田井下修井作业是一种危险性和不确定性很强的作业，但其效益很高，能保证作业质量，为油田生产创造有利条件。

但是，井下修井作业仍然存在着效率低下等一系列问题，这些问题与井下修井作业的质量密切相关。

因此，我们必须充分重视这一操作过程，以促进整个油田开发行业的发展和进步。

在油水井修井生产作业过程中，出现过多次因为井下情况复杂需要解封封隔器或者因为甲方 措施不当引起井下管柱或井下工具在井下被卡住，出现卡钻现象的情况，这导致油水井不能继续正常生产，甚至会使整个油水井报废而造成巨大的损失。

对于油田修井作业而言，最常见的现象就是卡钻，但是卡钻也有轻重缓急之分。

对于不太严重时的卡钻，现场人员可以通过上下活动钻具或油管来解卡。

如果还不能解卡，就可以通过使用地面或者井下震击器来震动解卡。

如果发生非常严重的卡钻，操作的人员应该及时地采取井底憋压，建立井底循环来解卡，在操作的过程中，相关人员一定要根据卡钻轻重程度来对所施加压力的大小做出判断，尽量按照循序渐进的原则，确保完成解除卡钻。

一、卡点计算引起卡钻的原因有很多种，如何准确的测得卡点的位置，是打捞作业解卡的最为关键一步，大多数卡点的深度都在修井设计上有所体现，如封隔器的下深或油公司的相关报告。

但是对于未知的卡点深度则需要计算和测量，方法有下两种。

1.计算法基于胡克定律，操作人员对钻具或油管串施加一定量的载荷，缓慢上提被卡住的油管串或钻具，测量出其伸长量，上提多次后算出平均伸长量，再按照卡点的计算公式计算出卡点。

通常算出来的卡点位置有一定的误差。

2.测器测卡点法通过将测卡仪下入到井内管柱后，上提或扭转被卡住的管柱，经过反复多次操作，测卡仪会直观、准确地将卡点位置显示在接收仪器面板中。

因修井特殊情况，现场并未配备测卡仪，而是使用声辐测井从而得到被卡住的井下管柱卡点。

这种方法测出来的卡点位置非常精确。

二、解卡方法分析与应用修井作业中的卡钻有几种情况:油管串或者井下工具在生产的过程中被卡住，例如砂卡。

石油工程钻井钻柱力学-第二章 钻柱设计与负荷计算1节-遇阻卡受力与卡点深度计算

石油工程钻井钻柱力学-第二章 钻柱设计与负荷计算1节-遇阻卡受力与卡点深度计算


L 1 s

（3）、由静水压力作用引起的伸长良 L2 ：
L1
L2

0
2 2 L L g 101 dx 积分后得：L2 0.981 L 1 Es Ap Es
5
2 2 2 0.981 W s L1 0.981 Ws L1 L 0.981 2 L L1 L 2E s 2E s s 2E s
7
钻杆在井壁上的投影宽度w和钻柱发生卡钻的压差Ph（已 知上提拉力时），由于：
Sin = w/dp； Sin = w/Dhm； F T = F H = A p P h； Ap = Lp w—————————（2-15）
所以： Cos
2 ( Dh 2 ) 2 d p (D d p ) 2
（2）、砸用Q = 10 - 20 （吨）的拉力上提，记下标记 2、3、。。。； F2 F3 （3）、由两次测量拉力差可确定 1 F1 上提力 F 。
T
2）、卡点深度计算方法
（1）、由虎克定律
FT Lp L Ap Es
1
1 2 L
2
3
L1
L
或 Lp
5
Lp
A p E s L FT
2( D d p ) d p
（2-16c）
2 ( D h 2 ) 2 d p ( Dh d p ) 2 （2-16d） 或 ArcCos 2( D h d p ) d p
8

1

FT
b D
Lh
Lm
Rhm
o
a
FH
Ph Lj
石油钻井卡钻事故管柱卡点计算方法

石油钻井卡钻事故管柱卡点计算方法

2
L 1 L2 λ + 2 = k1 k2
( 16)
因此 Δλ= λ 2 -λ 1 = L2 = k 2 L1 L 2 + Δp k1 k2 Δλ L 1 Δp k1 ( 17) ( 18)
则两种管径组合管柱卡点计算公式为 组合管柱在受到上提力 p1 作用 , 再上升到 p2 , 其大 、 小管径管柱各深度点的合力增值 Δ F为 ΔF 大 =( p 2 -p 1)=Δp ΔF 小 =[ p 2 - q1 L 1 g - q2( x -L1 ) g] [ p 1 - q1 L 1 g - q2( x -L1 ) g] = p 2 - p1 ( 9) 即各深度点的合力增值相等 。 管柱在上提力 p 作用下 , 其上部大管径管柱伸 长量 λ 大 为 λ 大 = pL1 gq1 L2 k1 2k 1
( 7)
dλ 小 =
1 [ p -q 1 L1 g -q 2( x -L1 ) g] dx k2
( 11)
式中 , k2 为小管径管柱钢材的弹性系数与截面
∫
乘积 。 两边积分得 λ L +L 1 2 1 dλ [ p - q1 L 1 g - q2 ( x -L 1) g] d x 小 = 0 L k2 1
∫
在上提力 p 作用下 , 上部大管径管柱的受力情 况与单一管柱类似 , 即合力 F = p -q1gx 。 下部小管 径管柱在某一深度 x 点受到上提力 p 作用 , 同时受 其上部大 、 小管径管柱在井液中的重力作用 , 合力 F = p[ q1 L1 g + q2 ( x -L1 ) g ] 。 式中 : q1 , q2 分别为大 、 小管径管柱在井液中的单位长度质量 ; L1 为大管柱 自由长度 。
( 12) 2q 1 L 1 + q2 L 2) gL 2 pL 2 ( λ 小 = 2 k2 k2 L1 L 2 + p k1 k2
钻井钻具测卡点的计算公式

钻井钻具测卡点的计算公式

钻井钻具测卡点的计算公式钻井是石油勘探和开发中非常重要的环节，而钻井钻具的测卡点则是钻井作业中的关键参数之一。

测卡点是指在钻井作业中，通过测量钻具的下压力和钻具的旋转速度，来确定钻井过程中是否出现了卡钻的现象。

而测卡点的计算公式则是用来计算出测卡点的数值，从而及时发现和解决钻井中可能出现的问题，保障钻井作业的顺利进行。

测卡点的计算公式通常是根据钻井作业中的实际情况和参数来确定的，下面我们将介绍一些常见的测卡点计算公式。

1. 钻具下压力与旋转速度的关系。

在钻井作业中，钻具的下压力和旋转速度是两个非常重要的参数。

它们之间的关系可以通过以下公式来表示：测卡点 = 下压力 / 旋转速度。

在这个公式中，测卡点表示测量到的钻具的下压力和旋转速度的比值。

当测卡点的数值超过一定范围时，就说明可能出现了卡钻的情况。

2. 钻井液的密度和粘度。

钻井液的密度和粘度也会对测卡点的计算产生影响。

一般来说，钻井液的密度越大，粘度越高，测卡点的数值就会越大。

这是因为在密度大、粘度高的钻井液中，钻具受到的阻力会增加，从而导致测卡点的数值增大。

3. 钻井工况参数。

在实际的钻井作业中，还会有一些其他的工况参数会对测卡点的计算产生影响，比如井深、井温、井压等。

这些参数通常会通过一些经验公式或者计算模型来进行综合考虑，从而确定最终的测卡点数值。

总的来说，测卡点的计算公式是通过对钻井作业中的各种参数进行综合考虑和分析得出的。

通过合理的计算和分析，可以及时发现钻井作业中的问题，从而保障钻井作业的顺利进行。

在实际的钻井作业中，测卡点的计算公式通常会根据具体的钻井情况和要求进行调整和优化，以确保其能够准确地反映出钻井作业中的实际情况。

同时，还需要结合现场的实际测量数据和监测结果进行验证和修正，以确保测卡点的计算结果是准确可靠的。

除了测卡点的计算公式外，还需要注意的是，在钻井作业中，及时准确地进行测量和监测也是非常重要的。

只有在及时发现问题并采取有效措施的情况下，才能够保障钻井作业的安全高效进行。