预弯曲动力学防斜打快技术是一种使用广泛的低成本防斜提速钻井技术,通过带预弯结构底部钻具组合的有序涡动,在钻头上形成较大的防斜力,从而实现防斜和提速双重目的。大部分研究更多地关注动态防斜力的计算分析和力学机理,并将提速机制归功于因为防斜力的提高使得可以应用较大的钻压所致,很少关注预弯结构的使用对钻头动态轴向力的影响。因此,上海大学狄勤丰教授等根据实际工程需要进行深入理论研究,在充分认识底部钻具组合变形和运动特征基础上,分析了单弯螺杆钻具的弯角对钻头动态侧向力和动态轴向力的影响规律,重点分析钻头动态轴向力的不均匀特征,进一步完善预弯曲动力学防斜打快技术的提速机制。相关研究认识刊登在《石油学报》第47卷第6期。
(1)结合工程实际,在确定关键参数的基础上,计算了底部钻具组合的涡动轨迹、涡动速度以及钻头动态侧向力、动态轴向力等动力学特征,明确了弯角对钻头动态侧向力和动态轴向力的影响规律。
(2)在复合钻井所用螺杆钻具的弯角范围内,钻头上的动态防斜力会随着弯角的增大呈现出增大的趋势,这对控斜有利;随着弯角的增加,不但动态钻压的平均值在增加,而且动态轴向力的分布不均匀度也在增加,这对提高破岩效果有利。
(3)预弯曲动力学防斜打快技术的提速机制可以归结于两个方面:一是防斜力的提高,可以允许使用较大的钻压,进而达到提速效果;二是动态钻压的平均值和动态轴向力的不均度得到了提高,有益于钻头对井底岩石的破坏,从而进一步实现提速。
论文链接:http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202606010
