《浮式钻井平台卡点深度计算分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浮式钻井平台卡点深度计算分析（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浮式钻井平台卡点深度计算分析 渠有源，王孝山 （上海海洋石油局钻井分公司工程技术部，上海 201206） 摘 要：由于浮式平台不像自升式平台一样转盘面相对井眼是固定不变的，浮式平台受风浪 潮涌等影响，相对井眼上下浮动，尤其是在钻具卡钻时超拉或钻具下压相当于平台载荷瞬间 改变，平台会上下起伏一定的量，这样在超拉计算卡点时测量钻柱伸长量肯定会和实际卡点 深度相差甚远，为了消除因平台上下浮动的影，根据物理学原理详细阐述了浮式平台卡点深 度超拉计算方法。 关键词：浮式平台，可变载荷，潮差，钻柱伸长，钢材弹性模量 在钻井作业中，如果发生卡钻我们通常按照超拉钻柱测量伸长量方法，结合考虑摩阻等 其他因素计算
2、卡点深度，基本上误差不大，然而对于浮式平台计算卡点深度就比较困难，由 于浮式平台受潮差影响期相对泥面高度是动态变化的，而且在超拉测量钻柱伸长量时平台相 当于受到相同吨位的拉力，等同于平台载荷的增加，平台为了平衡受到的拉力而下沉一定的 值，这样就导致测量出来的钻具伸长量偏大，计算出来的卡点深度也偏深。为了消除超拉求 卡点深度时超拉力对半潜浮式平台的升沉影响，根据浮力平衡的原理对浮式平台求卡点深度 计算方法作一浅析。 1. 转盘高度固定不变钻井平台卡点深度计算方法 材料力学的胡克定律表明，相同材料钻柱的伸长量与作用在钻柱的轴向力及卡点以上钻 柱的长度成正比，卡点深度计算方法就是根据此原理进行的，公
3、式如下： *EA= L depth T L L depth 为卡点深度 m，T为上提拉力增量t，L为上提拉力下的增长量mm，E为钢材弹性 模量2.675，A为管柱截面积，对5*19.5lbs/ft（NC50）*95级钻杆EA=2.675*31.83。 如图 1现场通过提拉作业，将钻柱从轴向力 T1（T1 要求必须大于卡点以上钻具重量， 否则计算的卡点深度误差较大）的基础上在缓慢上提到 T2，T2 一定要小于钻柱抗拉强度。对于复合钻柱，则由上到下分别根据承受拉力计算伸长量。L d e pt h T 1 T 2 L 转 盘 图1 固定式平台超拉示意图 Fig.1 Cartogram of over
4、 pull force in fixed platform 2. 在浮式平台卡点深度计算 浮式平台卡钻时超拉测卡点，每次超拉在上一次基础上递增，而后分别计算卡点深度， 最终求平均值。开始第一次超拉 T1，转盘面作一记号，得 L1 记为 0，平台下沉 X1 记为 0， 超拉 T2 时钻具测量伸长量 L2，平台下沉 X2，第三次超拉 T3 时钻具测量总伸长 L3，平台再 次下沉 X3。 第一次与第二次超拉拉力差为 T2-T1，钻柱伸长量为 L2-L1-X2；第二次超拉与第三次超 拉拉力差为 T3-T2,钻柱伸长量 L3-L2-X3；第三次超拉与第一次超拉拉力差为 T3-T1,钻柱伸长 量 L3-X
5、2-X3 由此： 第一与第二次超拉得： *EA= L depth 公式 1 1 2 2 2 T T X L 第二与第三次超拉得： = L depth 公式 2 EA T T X L L * 2 3 3 2 3 第三与第一次超拉得： L depth 公式 3 EA T T X X L * 1 3 2 3 3 L T2 T1 L depth 转盘面 卡点 L 2 L d e p t h T 1 T 2 X 3 X 2 图 2 浮式平台超拉示意图 Fig.2 Cartogram of over pull force in floating well platform 用以上任意两个公式可以计算出 X
6、 与已知数据的关系，以 X2 为未知数得： ) 1 2 ( ) 2 3 ( ) 1 2 )( 2 3 ( ) 2 3 )( 1 2 ( 2 T T T T T T L L T T L L X 根据物理学知识可以知道平台每次下沉量和超拉吨位成正比，从而 X1、X2、X3 的关系 为 = ，即： 3 X 2 * 1 2 2 3 X T T T T ) 1 2 ( ) 2 3 ( ) 1 2 )( 2 3 ( ) 2 3 )( 1 2 ( * 1 2 2 3 3 T T T T T T L L T T L L T T T T X 把 X2、X3 带入以上公式 1、2、3中就可以得出卡点深度，和常规计
7、算卡点深度方法一样 也是通过多次连续超拉以求平均数。 3. 卡钻超拉计算卡点实例 涠3井于2011.10.10 6：15短起至3147m时，上提钻柱时钻具卡死。被卡钻具结构为： 8-1/2“HJ517G+F/V+6-1/2“DC*21根+6-1/4“JAR+5“HWDP*14根，6-1/2“钻挺长197m， ，震击器 底端位置2950m，钻头位置3147m，9-5/8“套管下深2813.22m，钻具所在裸眼井段为 2813.22m-3147m，长度为333m。 钻具卡死后上提和下压震击器均能正常启动，所以判断卡点为震击器以下。超拉计算卡 T 1 T 2 T 3 X 2 X 3 L 3 L 2
8、L depth 卡点 卡点点. 第一次测卡点深度测量记录数据：悬重152t(T1)时钻柱上做记号伸长设为0（L1） ，平台 受到拉力下沉设为0（X1） ，超拉160t(T2)时钻柱上做记号伸长 28cm（L2） ，平台受到拉力下 沉X2，超拉170t(T3)时钻柱上做记号伸长64cm（L3） ，平台受到拉力下沉X3。 根据以上公式代入数据得： 悬重（t） 悬重差 （t） 拉伸长度 （cm） 卡点深度 （m） 平均卡点深度 （m） 160-152 8 28 3118.96 170-160 10 36 3061.90 第一次 拉伸 170-152 18 64 3024.21 3068.36 第二次
9、测量记录数据为：悬重154t(T1)时钻柱上做记号伸长设为0（L1） ，平台受到拉力 下沉设为0（X1） ，超拉160t(T2)时钻柱上做记号伸长22cm（L2） ，平台受到拉力下沉X2，超 拉171t(T3)时钻柱上做记号伸长58cm（L3） ，平台受到拉力下沉X3。 根据以上公式代入数据得： 悬重（t） 悬重差 （t） 拉伸长度 （cm） 卡点深度 （m） 平均卡点深度 （m） 160-154 6 22 3118.72 171-160 11 36 2783.651 第二次 拉伸 171-154 17 58 2901.911 2934.76 两次计算卡点深度值平均得： 56 . 3001 2
10、 76 . 2934 36 . 3068 根据实际上提下压震击器基本能正常启动可知卡点为震击器以下部分，震击器深度 2950m，也就是卡点 2950m 以下钻铤，计算结果的 3001.56m，比实际卡点深度深了 51.56m，计算结果基本与实际卡点深度相符。 4. 结论 （1）由于浮式平台为非相对稳定平台，在计算卡点深度时，实际钻柱伸长量小于钻柱测量 所得伸长量，卡点深度计算值往往大于实际深度。（2）目前国内浮式平台较少，随着钻井技术的提高，发生卡钻的几率也不频繁，很少有人 重视平台由于受到拉力下沉而影响钻柱实际伸长量的准确测量。在计算卡点深度时往往是按 照常规测卡点深度计算方法。 （3）半潜
11、浮式平台计算卡点深度的计算公式，较好的避免了浮式平台在计算卡点深度时由 于平台受到拉力下沉的影响。 参 考 文 献 1 韩志勇. 卡点深度计算中消除摩阻力影响的方法J ，石油钻探技术，2010，32(1) ，1-3. 2 李振杰，徐云鹏. 定向井处理粘吸卡钻事故的技术方法J，探矿工程（岩土钻掘工程） J，2010，37(6)，24-27. 3 李子丰. 钻柱力学研究中几个值得探讨的问题，石油机械J，1996，24(8)，32-35. 4 周劲辉，高德利，王宇新. 钻柱卡点预测实验J ，2010，(5). Analysis of sticking point depth calculation
12、in floating well platform Qu Youyuan,Wang Xiaoshan （Technologic Department of SINOPEC Shanghai offshore petroleum Bureau Drilling company,Shanghai 201206） Abstract：The floating platform as the jack-up platform as the turntable relative to a well bore is fix ed, floating platform by storm surge and o
13、ther effects, relatively well on floating, especially in the drilling tool drill when the pull or drill press is equivalent to a platform load change suddenly, platform fluctuate certain amount this, in super pull calculation card point measuring drill string elongation and certainly actual card poi
14、nt depth differ very far, in order to eliminate platform floating down the image, according to the physics principle elaborated on floating platform card point depth over pull calculation method. Key words：floating well platform；variable load；tidal range；drill stem elongation；Just elastic modulus 作者简介：渠有源（1975） ，男，工程师，2002年毕业于成都理工大学勘查工程与技术专 业，从事海洋石油钻井工作。
