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摘 要： 复合钻进技术在油田的应用，可以提高机械钻速、控制井眼轨迹、减少扭方位次数，并可大幅降低钻井成本，从而提高油田开发速度。本文从理论上分析了单弯螺杆控制井斜的主要影响因素，为优化这种钻具组合和施工参数设计提供了理论依据。
关键词： 复合钻进；机械钻速；单弯螺杆；井斜；
【中图分类号】 TE921.2 【文獻标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）14-0216-02
1单弯螺杆力学性能分析
单弯螺杆组成的导向钻具在复合钻进时，相当于钻具组合在转动一周中工具面角处于0°～360°的连续变化的位置状态。从图1可以看出，当装置角为零时，钻具处于增斜状态（钻头侧向力为正）；当装置角为180时，导向钻具组合处于降斜状态（钻头侧向力为负）。如果不考虑重力的作用，则在0°～360°的变化范围内，钻头侧向力的分布将呈现出等值均布状态。基于此，钻头将沿各个方向均匀切削，导向钻具应表现出稳斜的特性。
但实际上重力将对钻具组合的性能产生一定的影响，因为重力的方向始终向下，所以在0°～360°范围内，下半周钻头侧向力将大于上半周的对应值，呈现非等值分布状态。因此实际上钻出的井段有时会呈现降斜的趋势。重力作用造成钻头侧向力的不均布，降斜力总体上大于增斜力，使井斜角略有下降。
2 影响因素分析
分析影响单弯螺杆钻具组合控制井斜的因素，对改进单弯螺杆结构和组合形式，指导现场施工参数的指定，达到最佳的井斜控制效果具有重要的实践意义。概括起来，影响单弯螺杆钻具组合控制井斜的因素主要有：稳定器安放位置、钻压、弯角、肘点位置以及井斜角等。下面就对这些影响因素进行分析。
2.1稳定器安放位置。
稳定器安放位置对单弯螺杆钻具防斜、降斜能力有很大的影响，合理的稳定器安放位置对井眼轨迹控制起到关键的作用。从图2可以看到，稳定器安放位置越靠上，钻头的侧向力越大，螺杆钻具的降斜能力就越大。
2.2 钻压
从图3中可以看出，随着钻压的增加，钻头侧向力的变化较小。也就是说，钻压对单弯螺杆控制井斜影响较小。
2.3弯角
从图4中可以看出，随着螺杆弯角的增加，钻头侧向力变大。图4表示弯角对钻头侧向力的影响，从图中的情况来看，钻头侧向力随弯角几乎是线性增加的。而且，弯角的增加可以使钻头侧向力明显的增加，这一点和钻压的影响是有区别的。所以，在实际的钻井过程中，要更加有效的控制井斜，可以考虑增大弯角。
2.4 肘点位置
单弯螺杆肘点（弯角处）的位置对钻头侧向力的影响，对于螺杆结构的改造，有着重要的作用。从图5中可以看出，肘点位置的变化对钻头侧向力有很大的影响，肘点位置的上移使得钻头侧向力减小，螺杆的降斜能力减小。
2.5转盘转速
从图6可以看出转盘转速的提高，会使钻头侧向力增加，增加的程度较小。但是，提高转速在实际的钻井工程中，是可以更有效的防斜的，这是因为转速的提高，增加了单位进尺钻头横向切削井壁的次数。
2.6 井斜角
图7表示井斜角对钻头侧向力的影响，从图中的情况来看，随着井斜角的增加，钻头侧向力变大。钻头侧向力随井斜角几乎是呈线性增加的。
钻头侧向力随井斜角的增大而增大，这看上去是很矛盾的，因为要增大钻头侧向力就必须增大井斜角。而现在研究的目的是控制井斜，减小井斜角。实际上，单弯螺杆钻具有很强的纠斜能力，井斜角越大，它控制井斜的能力就越强，即纠斜能力越强。单弯螺杆在直井中不仅有防止井斜的能力，同样有纠斜的能力，比满眼钻具仅控制井斜效果好的多。
3结论
通过以上的分析可以看出：稳定器安放位置距钻头越远钻头侧向力越大；钻压对钻头侧向力影响不明显，转盘转速对钻头侧向力的影响也较小；弯角和肘点位置对钻头侧向力有明显的影响，适当的增大弯角和下移肘点位置可以增加钻头侧向力；单弯螺杆钻具组合在井斜角较大时显示出较强的纠斜能力。
参考文献
[1] 管志川.钻井工程理论与技术.中国石油大学出版社，2000.6.
[2] 白家社，苏义脑.井斜控制理论与实践[M].石油工业出版社，1990：9-27 44-65 149-170.
关键词： 复合钻进；机械钻速；单弯螺杆；井斜；
【中图分类号】 TE921.2 【文獻标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）14-0216-02
1单弯螺杆力学性能分析
单弯螺杆组成的导向钻具在复合钻进时，相当于钻具组合在转动一周中工具面角处于0°～360°的连续变化的位置状态。从图1可以看出，当装置角为零时，钻具处于增斜状态（钻头侧向力为正）；当装置角为180时，导向钻具组合处于降斜状态（钻头侧向力为负）。如果不考虑重力的作用，则在0°～360°的变化范围内，钻头侧向力的分布将呈现出等值均布状态。基于此，钻头将沿各个方向均匀切削，导向钻具应表现出稳斜的特性。
但实际上重力将对钻具组合的性能产生一定的影响，因为重力的方向始终向下，所以在0°～360°范围内，下半周钻头侧向力将大于上半周的对应值，呈现非等值分布状态。因此实际上钻出的井段有时会呈现降斜的趋势。重力作用造成钻头侧向力的不均布，降斜力总体上大于增斜力，使井斜角略有下降。
2 影响因素分析
分析影响单弯螺杆钻具组合控制井斜的因素，对改进单弯螺杆结构和组合形式，指导现场施工参数的指定，达到最佳的井斜控制效果具有重要的实践意义。概括起来，影响单弯螺杆钻具组合控制井斜的因素主要有：稳定器安放位置、钻压、弯角、肘点位置以及井斜角等。下面就对这些影响因素进行分析。
2.1稳定器安放位置。
稳定器安放位置对单弯螺杆钻具防斜、降斜能力有很大的影响，合理的稳定器安放位置对井眼轨迹控制起到关键的作用。从图2可以看到，稳定器安放位置越靠上，钻头的侧向力越大，螺杆钻具的降斜能力就越大。
2.2 钻压
从图3中可以看出，随着钻压的增加，钻头侧向力的变化较小。也就是说，钻压对单弯螺杆控制井斜影响较小。
2.3弯角
从图4中可以看出，随着螺杆弯角的增加，钻头侧向力变大。图4表示弯角对钻头侧向力的影响，从图中的情况来看，钻头侧向力随弯角几乎是线性增加的。而且，弯角的增加可以使钻头侧向力明显的增加，这一点和钻压的影响是有区别的。所以，在实际的钻井过程中，要更加有效的控制井斜，可以考虑增大弯角。
2.4 肘点位置
单弯螺杆肘点（弯角处）的位置对钻头侧向力的影响，对于螺杆结构的改造，有着重要的作用。从图5中可以看出，肘点位置的变化对钻头侧向力有很大的影响，肘点位置的上移使得钻头侧向力减小，螺杆的降斜能力减小。
2.5转盘转速
从图6可以看出转盘转速的提高，会使钻头侧向力增加，增加的程度较小。但是，提高转速在实际的钻井工程中，是可以更有效的防斜的，这是因为转速的提高，增加了单位进尺钻头横向切削井壁的次数。
2.6 井斜角
图7表示井斜角对钻头侧向力的影响，从图中的情况来看，随着井斜角的增加，钻头侧向力变大。钻头侧向力随井斜角几乎是呈线性增加的。
钻头侧向力随井斜角的增大而增大，这看上去是很矛盾的，因为要增大钻头侧向力就必须增大井斜角。而现在研究的目的是控制井斜，减小井斜角。实际上，单弯螺杆钻具有很强的纠斜能力，井斜角越大，它控制井斜的能力就越强，即纠斜能力越强。单弯螺杆在直井中不仅有防止井斜的能力，同样有纠斜的能力，比满眼钻具仅控制井斜效果好的多。
3结论
通过以上的分析可以看出：稳定器安放位置距钻头越远钻头侧向力越大；钻压对钻头侧向力影响不明显，转盘转速对钻头侧向力的影响也较小；弯角和肘点位置对钻头侧向力有明显的影响，适当的增大弯角和下移肘点位置可以增加钻头侧向力；单弯螺杆钻具组合在井斜角较大时显示出较强的纠斜能力。
参考文献
[1] 管志川.钻井工程理论与技术.中国石油大学出版社，2000.6.
[2] 白家社，苏义脑.井斜控制理论与实践[M].石油工业出版社，1990：9-27 44-65 149-170.