三维可视化HDD钻导向孔钻柱力学分析软件的研制与应用——以3300m长江天然气管道穿越工程为例

钻导向孔的成功与否是决定3 300m长江天然气管道穿越工程成败的关键,需要对钻导向孔的钻柱进行力学分析,提前判断钻柱的受力情况,并判断钻具组合是否满足施工要求。为此,综合利用传统的软钻柱模型和较新的ABIS模型,研发了HDD钻导向孔钻柱力学分析软件,可进行钻导向孔时钻柱的受力分析和三维图像显示。将该软件与国外常用的Ridgewood Software(RS)软件进行对比,从井口推力及井口扭矩来看,两者的计算结果很接近;同时还将该软件在某管道穿越工程中进行了模拟应用,将软件计算结果与实测数据进行了比较。结果表明:HDD钻导向孔钻柱力学分析软件能够很好地预测钻导向孔时钻柱的力学状态,并能用三维图像直观地显示导向孔内钻杆的变形与应力分布情况。该软件的成功研制与应用,为长江3 300m天然气管道穿越工程钻导向孔的钻具组合提供了技术支持,其国产化对管道穿越工程钻导向孔的设计和大规模的工程应用奠定了基础。

定向井套管入井摩阻分析

基于前人提出的“软钻柱”模型 ,采用空间分析方法详细分析了三维井眼中套管单元体的受力情况 ,推导了计算套管轴向载荷和扭矩的统一公式 ,这些公式也可以用于采用“软钻柱”模型的钻杆单元体的受力分析。结合濮 2 -平 1井和文 2 66- 9井现场采集的数据 ,运用这些公式计算摩阻系数 ,并由摩阻系数预测大钩载荷 ,对所建立的模型进行了分析验证。