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在大斜度井中,受井身轨迹影响,钻具横向重力效应突出,套管磨损严重。因此,评价现有井筒的关键是准确分析套管磨损。
本文在分析套管磨损机理及影响因素基础上,选取“磨损效率”模型分析套管磨损程度。由“磨损效率”模型可知,钻柱与套管的接触力、摩擦系数及磨损效率是分析套管磨损量的关键。为此,本文首先用能量法分析了钻柱的临界屈曲载荷,给出钻柱在未屈曲和屈曲状态下接触力计算公式。然后以现有摩擦系数经验数据结合软索模型,运用迭代法给出反算实际井眼摩擦系数的步骤;同时总结了常用套管在水基和油基泥浆中的磨损效率实验值,运用插值法给出计算其它钢级套管磨损效率的表达式。最后针对大多数套管磨损形式为月牙型,给出月牙型磨损深度的计算方法,分析了月牙型磨损套管在均匀载荷和非均匀载荷下的剩余强度。
在上述工作基础上,编制了“大斜度井套管磨损分析软件”。现场实际应用表明,软件分析结果准确性好和可靠性高,完全满足工程需要,为试油工作提供指导。