大位移井减阻工具合理安放位置理论分析
郑传奎高德利覃成锦
（中国石油大学油气井工程研究所）
摘要由于大位移井自身结构的特殊性，水平井段摩阻和扭矩成为制约大位移井的关键因素。本文结合弹性稳定理论中的能量法，进行减阻工具合理安放位置理论分析，以达到减阻减扭目的。首先根据测斜数据，应用三次样条函数拟合井眼轨迹。针对不同井段采取合适的力学模型。对于垂直井段建立压杆稳定力学模型；对于二维井段和三维井段装有减阻工具的套管柱作为类连续梁，并考虑弯矩影响，因此完善了部分国外学者计算套管挠度时的“软模型”。在计算出套管柱挠度基础上，给出了优化大位移井减阻工具合理安放位置理论计算方法。
引言
自上个世纪90年代以来，大位移井因其巨大经济效益和特殊作业目的得以迅速发展。但由于管柱自重和井眼弯曲等多种因素影响，大位移井套管柱存在较高的摩阻扭矩，为了减少大位移井摩阻扭矩国内学者做过很多研究。WFT威德福已经成功研制了减阻减扭工具，变套管与井壁之间滑动摩察为滚动摩察，统计表明能够降低摩阻60左右。但国内、外关于减阻工具合理安放位置必要的理论还是空白。本文以前人关于扶正器间距布置理论作指导，通过准确计算套管最大挠度，达到优化大位移井减阻工具合理安放间距的目的，分段建立了考虑减阻工具准固定端效应的大位移井管柱力学模型。考虑了弯矩影响，从而克服了前人将扶正器视为“软模型”的不足，综合考虑了井斜角、方位角以及套管柱自身几何参数等多因素对套管柱挠曲变形综合影响，最后给出了大位移井减阻工具合理安放位置理论分析方法。
1－4
一井眼轨迹三次样条拟合
假设给定某井段ab测斜点数据如下：xiii
i
012N，
其中i表示测斜点编号，xi表示测斜点的井深，i表示测斜点井斜角，i表示测
012
斜点的井斜方位角。为了准确描述井眼轨迹，现根据测点数据，按照三次样条函数构造井斜角和井斜方位角关于井深x的函数x，xi1设测斜点为一组有序实数，表示如下：ax0x1x2xNb，在第k区间上
x
i1N图1i测斜点示意图2N1N
井
M
k
斜
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3
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