论文部分内容阅读
套管磨损问题一直以来都是困扰国内外钻井研究人员的问题,尤其是在深井、超深井的钻探过程当中,由于地质情况复杂、钻井时间长等使得套管磨损严重,这一情况的发生和发展引发了严重的井下事故,造成了严重的经济损失。所以有必要对深井套管的磨损问题展开深入研究,通过资料的调研,了解了深井套管磨损的原因、影响因素、磨损机理及主要破坏形式等。根据相似模拟原理,模型钻杆-套管的接触应力等于实际钻杆-套管的接触应力,由实际钻杆-套管的侧向力对模型加载载荷进行了计算,为成功研制出钻杆-套管磨损实验机提供了基础理论。以实验机为平台开展了套管的磨损实验研究：(1)分别在不同接触力(10kN/m、12kN/m、15kN/m)下进行140小时磨损实验,研究了接触力大小对套管磨损的影响；(2)不同转速(70r/min、120r/min、215r/min)下分别进行140小时实验,研究了钻杆旋转速度的大小与套管磨损的关系；(3)在钻井液中展开实验140小时,研究钻井液加重材料对套管磨损的影响；(4)实验分析了J55、N80、P110三种钢级套管对套管磨损的影响；(5)在两种钻井液体系下分别进行40小时的间断磨损和连续磨损实验,研究了间断磨损和连续磨损对套管磨损的影响；(6)对三种A系列耐磨带材料和四种B系列耐磨带材料分别进行40小时实验,对不同耐磨带的防磨耐磨效果进行了实验评价。在大量钻杆(耐磨带)-套管磨损实验的基础上,利用“磨损效率模型”计算了各种实验工况下套管的磨损量和磨损系数,为套管的磨损预测提供基础参数；根据磨损套管的剩余强度计算模型,结合某深井情况,讨论了井眼曲率、磨损系数等对套管的磨损影响,并计算了不同磨损程度下套管的剩余壁厚、剩余抗内压强度和抗外挤强度。最后,从套管磨损监测技术、钻井工艺、钻井液、耐磨带材料及防磨工具等方面提出了深井套管防磨减摩措施。