大位移井规律性阻卡力学机理与控制措施研究

随着大位移井和水平井横向延伸距离地不断增长,裸眼中钻柱力学行为更加复杂,钻柱规律性阻卡问题频发,对安全高效钻进造成严重威胁。本文在经典摩阻扭矩模型基础上考虑接头局部阻卡效应、接头对屈曲临界载荷和接触力的影响等,建立了修正的摩阻扭矩模型。结合规律性阻卡现象的定性分析以及接头局部阻卡力的定量分析,明确了裸眼键槽是导致规律性阻卡的主要原因。计算结果表明,随着裸眼段的延长和机械阻力系数地增大,规律性阻卡问题更加频繁和严重。当机械阻力系数比较大时,接头阻卡和钻柱屈曲存在耦合效应,导致无法继续钻进。为了缓解规律性阻卡问题,需从设计和施工两个方面采取措施。设计方面包括优化井身结构、钻柱组合、导向控制模式等,施工方面包括主动划眼起下钻、安装横向振动减阻器等。