悬链线大位移井轨道优化设计.ppt

大位移井轨道优化设计（悬链线曲线） 韩志勇 2003年元月27日 悬链线轨道设计模型 韩志勇 2003.02.03 悬链线轨道设计模型 悬链线轨道设计模型 悬链线轨道设计模型 悬链线轨道设计模型 悬链线轨道设计模型 悬链线轨道设计模型 分点计算：(给定ΔLM进行计算) 起下钻工况的计算 韩志勇 2003.02.03 起下钻工况的计算 起下钻工况的计算 悬链线段的计算 起下钻工况的计算 悬链线段的计算 起下钻工况的计算 悬链线段的计算： 起下钻工况的计算 悬链线段的计算： 起下钻工况的计算 悬链线段的计算： 起下钻工况的计算 悬链线段的计算： 起下钻工况的计算 悬链线段的计算： 起下钻工况的计算 悬链线段的公式汇总： 起下钻工况的计算 过渡段有关计算: 起钻和下钻过程中，钻柱与井壁的接触，都由三种可能： 与下井壁接触； 与上井壁接触； 下段与下井壁接触，上段与上井壁接触，中间又一个c点不接触； 不同工况，不同接触状况，摩阻摩扭计算公式就不同。 一套巧妙的公式可以适应各种工况和各种接触状况。只是要特别注意正确选取f的正负号。 起下钻工况的计算 起下钻工况的计算 起下钻工况的计算 井口的Fo和To的计算： 钻进工况的计算 韩志勇 2003.02.03 钻进工况的计算 钻进工况的计算 悬链线井段Ta和Mx的计算： 钻进工况的计算 钻进工况的计算 井口的Mo和To的计算： * * 目标点t的垂深Dt和位移St； 过渡段的造斜率Kg或造斜半径Rg；过渡段的造斜角αa ( 通常可选αa =8～100) ； 悬连线井段始点曲率Ka； 限定稳斜角αb的范围： 限定垂直井段长度Dk≥150m； 设计给定参数： (°/30m) (°/30m) (1) (2) (3) (4) (5) 轨道设计计算公式 (6) (7) (8) 轨道设计计算公式 根据给定的αa和Ka ，可利用(1)式求得悬链线常数a 。 两种设计思路： 给定Dk ：则可根据(6)(7)二式联立计算出ΔLw 、αb 和Kb； 给定αb：则可求得Kb，并根据(6)(8)式计算出ΔLw和Dk； 设计方法： (12) (11) (10) (9) ±：起钻时取“+”；下钻时取“-”。 Tt：拉力为正；压力为负。 (13) (14) 稳斜段有关计算 悬连线井段内钻柱接触状况的判别： 根据悬连线井段下端的轴向力Tb和悬链段内钻柱线重qx、悬链线常数a，即可判断钻柱与井壁的接触状况： 1.当 时，钻柱与井壁下侧接触； 2.当 时，钻柱与井壁上侧接触； 3.当 时，钻柱完全悬空，不与井壁接触； 接触状况不相同，计算公式就不同。 起钻计算公式： (15) (16) 当钻柱与井壁下侧接触时， 起钻计算公式： (17) (18) 当钻柱与井壁上侧接触时， 下钻计算公式： (19) (20) 当钻柱与井壁上侧接触时， 下钻计算公式： (21) (22) 当钻柱与井壁下侧接触时， 无论起钻还是下钻，当钻柱与井壁不接触时，全段摩阻力等于零，都可用下面的计算公式： (23) (24) 此时整个悬链线井段内，任意点处的轴向力，都可用下式计算： + － 下钻工况下f的正负号 － + 起钻工况下f的正负号 只要注意公式中f的正负号。这一套公式可以适用各种情况。 (15) (16) 下钻工况 － 起钻工况 ＋ f 的正负号 圆弧过渡井段 式中： 过渡段有关计算: (先计算αc) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 1. 由①②二式计算出S，代入③④二式，计算出Tbs和Tbx； 2. 判别αc计算公式： 当 时， 当 时， 当 时， 应根据⑤⑥二式联立求解。 式中： 的计算，见前页。 过渡段有关计算: 再根据αc计算Fg和Tk: (25) (26) (27) (28) 全井起下钻摩阻力计算公式： 全井起下钻井口负荷计算公式： Tt：拉力为正；压力为负。 (29) (30) 稳斜段有关计算 (32) (31) 过渡段有关计算: 当 时， 当 时， 当 时， 再根据αc计算Mg和Tk: (33) (34) *