套管柱拉力—扭矩模型及在定向井中的应用

李国庆,  夏柏如,  姜文勇,  李子丰

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李国庆, 夏柏如, 姜文勇, 李子丰. 套管柱拉力—扭矩模型及在定向井中的应用[J]. 石油钻采工艺, 2008, 30(2): 32-35.
引用本文: 李国庆, 夏柏如, 姜文勇, 李子丰. 套管柱拉力—扭矩模型及在定向井中的应用[J]. 石油钻采工艺, 2008, 30(2): 32-35.
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LI Guoqing, XIA Bairu, JIANG Wenyong, LI Zifeng. Tension-torque model for casing strings and its application to directional wells cementing[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2008, 30(2): 32-35.
Citation: LI Guoqing, XIA Bairu, JIANG Wenyong, LI Zifeng. Tension-torque model for casing strings and its application to directional wells cementing[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2008, 30(2): 32-35.
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套管柱拉力—扭矩模型及在定向井中的应用

  • 1.

    中国地质大学，北京　100083

  • 2.

    大庆油田有限责任公司井下作业分公司，黑龙江大庆　163453

  • 3.

    燕山大学,河北秦皇岛066004

基金项目: 

大庆油田有限责任公司项目“提高定向井固井质量技术研究”的部分内容。

详细信息
    作者简介:

    李国庆，1959年生。1982年毕业于大庆石油学院钻井工程专业，现任大庆油田有限责任公司井下作业分公司副总工程师。电话：0459-5993872，E-mail:jx_ligq@petrochina.com.cn。

  • 中图分类号: TE931

Tension-torque model for casing strings and its application to directional wells cementing

  • 1.

    China University of Geosciences, Beijing 100083, China

  • 2.

    Downhole Service Sub-Company of Daqing Oilfield Company Limited，Daqing 163453, China

  • 3.

    Yanshan University，Qinhuangdao 066004, China

Funds: 

大庆油田有限责任公司项目“提高定向井固井质量技术研究”的部分内容。

  • 摘要: 在固井作业中，不仅要将套管下入到设计深度，还要在注水泥浆结束后，上提、下放和旋转套管以提高固井质量；在某些特殊情况下，还有可能将套管起出。在固井施工之前，应该对套管柱进行拉力和扭矩分析，以确认套管强度和地面设备是否满足要求。文中在考虑钻柱刚度的基础上建立了定向井套管柱拉力扭矩模型，提出了套管柱强度校核方法。对大庆油田的一口定向井的套管柱进行了拉力、扭矩和强度分析。结果表明，该井套管具有足够的强度，可以实施上提、下放和旋转套管作业。
    Abstract: In cementing operation, it is not only needed to trip in casing to the designed depth, but also needed to trip in, trip out and rotate the casing to improve the cementing quality after cement injection. In some special cases, casing may be tripped out from the well. Casing string tension-torque analysis should be made to determine whether the strength of casing and the surface equipments meet the requirements. In this paper, the tension-torque model for casing in directional wells is introduced, and the strength verification method is developed. The casing string used in a directional well in Daqing Oilfield is analyzed. The result shows that the casing of the well has strength is high satisfactory strength. The operation of tripping in, tripping out and rotating casing strings can be implemented.
  • [1] ［1］JOHANCSIK C A,FRIESEN D B，DAWSON Rapier:Torque and drag in directional wells - prediction and measurement［C］.IADC/SPE 11 380 Presented at the IADC/SPE 1983 Drilling Conference,New Orleans,Louisiana,20-23,1983-02.　
    ［2］Ho H S.An improved modeling program for computing the torque and drag in directional and deep wells［C］.SPE 18 047 Presented at the 63rd Annual Technical Conference and Exhibition of the Society of Petroleum Engineers, Houston,TX,2-5,1988-10.
    ［3］李子丰,刘希圣.水平井钻柱稳态拉力—扭矩模型及其应用［J］.石油钻探技术,1993,20(4):1-6.
    ［4］LI Zifeng, LIU Xisheng, ZHOU Daqian,et al. Steady tension-torque model for drillstring in horizontal wells［C］, SPE 26 295.
    ［5］李子丰,马兴瑞,黄文虎.钻柱力学基本方程及其应用［J］. 力学学报,1995,27(4):406-414.
    ［6］李子丰.油气井套管柱力学［M］. 北京:石油工业出版社, 1996.
    ［7］李子丰,李敬元, 马兴瑞, 等. 油气井杆管柱动力学基本方程及应用［J］. 石油学报, 1999, 20(3):87-90.
    ［8］李子丰,于红绛,朱振锐, 等. 侧钻水平井作业管柱的稳态拉力—扭矩模型及应用［J］. 石油钻采工艺, 1997, 19(4):58-63.
    ［9］LI Zifeng,LI Jingyuan. Fundamental equations for dynamic analysis of rod and pipe string in oil-gas wells and application in static buckling analysis［J］. Journal of Canadian Petroleum Technology, 2002, 41(5):44-53. 　
    ［10］LI Zifeng,LI Jingyuan. Monitoring sand bed using tension-torque model in offshore long reach horizontal wells［C］. International Conference on Computation Methods, FP253. 2004, Singapore. COMPUTATIONAL METHODS, PTS 1 AND 2, Netherlands: Springer, 2006.
    ［11］张宝增, 王瑞和, 张春玲, 等. 钻柱拉力扭矩模型在侧钻水平井中的应用［J］. 天然气工业, 2007, 27(1): 68-71.　

    ［1］JOHANCSIK C A,FRIESEN D B，DAWSON Rapier:Torque and drag in directional wells - prediction and measurement［C］.IADC/SPE 11 380 Presented at the IADC/SPE 1983 Drilling Conference,New Orleans,Louisiana,20-23,1983-02.　
    ［2］Ho H S.An improved modeling program for computing the torque and drag in directional and deep wells［C］.SPE 18 047 Presented at the 63rd Annual Technical Conference and Exhibition of the Society of Petroleum Engineers, Houston,TX,2-5,1988-10.
    ［3］李子丰,刘希圣.水平井钻柱稳态拉力—扭矩模型及其应用［J］.石油钻探技术,1993,20(4):1-6.
    ［4］LI Zifeng, LIU Xisheng, ZHOU Daqian,et al. Steady tension-torque model for drillstring in horizontal wells［C］, SPE 26 295.
    ［5］李子丰,马兴瑞,黄文虎.钻柱力学基本方程及其应用［J］. 力学学报,1995,27(4):406-414.
    ［6］李子丰.油气井套管柱力学［M］. 北京:石油工业出版社, 1996.
    ［7］李子丰,李敬元, 马兴瑞, 等. 油气井杆管柱动力学基本方程及应用［J］. 石油学报, 1999, 20(3):87-90.
    ［8］李子丰,于红绛,朱振锐, 等. 侧钻水平井作业管柱的稳态拉力—扭矩模型及应用［J］. 石油钻采工艺, 1997, 19(4):58-63.
    ［9］LI Zifeng,LI Jingyuan. Fundamental equations for dynamic analysis of rod and pipe string in oil-gas wells and application in static buckling analysis［J］. Journal of Canadian Petroleum Technology, 2002, 41(5):44-53. 　
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-22
  • 修回日期:  2019-05-22
  • 刊出日期:  2008-04-22

套管柱拉力—扭矩模型及在定向井中的应用

  • 1. 中国地质大学，北京　100083
  • 2. 大庆油田有限责任公司井下作业分公司，黑龙江大庆　163453
  • 3. 燕山大学,河北秦皇岛066004
    • 基金项目:

    大庆油田有限责任公司项目“提高定向井固井质量技术研究”的部分内容。

    作者简介:

    李国庆，1959年生。1982年毕业于大庆石油学院钻井工程专业，现任大庆油田有限责任公司井下作业分公司副总工程师。电话：0459-5993872，E-mail:jx_ligq@petrochina.com.cn。

  • 收稿日期: 2019-05-22
  • 修回日期: 2019-05-22
  • 刊出日期: 2008-04-22

  • 中图分类号: TE931

摘要: 在固井作业中，不仅要将套管下入到设计深度，还要在注水泥浆结束后，上提、下放和旋转套管以提高固井质量；在某些特殊情况下，还有可能将套管起出。在固井施工之前，应该对套管柱进行拉力和扭矩分析，以确认套管强度和地面设备是否满足要求。文中在考虑钻柱刚度的基础上建立了定向井套管柱拉力扭矩模型，提出了套管柱强度校核方法。对大庆油田的一口定向井的套管柱进行了拉力、扭矩和强度分析。结果表明，该井套管具有足够的强度，可以实施上提、下放和旋转套管作业。

English Abstract

李国庆, 夏柏如, 姜文勇, 李子丰. 套管柱拉力—扭矩模型及在定向井中的应用[J]. 石油钻采工艺, 2008, 30(2): 32-35.
引用本文: 李国庆, 夏柏如, 姜文勇, 李子丰. 套管柱拉力—扭矩模型及在定向井中的应用[J]. 石油钻采工艺, 2008, 30(2): 32-35.
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LI Guoqing, XIA Bairu, JIANG Wenyong, LI Zifeng. Tension-torque model for casing strings and its application to directional wells cementing[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2008, 30(2): 32-35.
Citation: LI Guoqing, XIA Bairu, JIANG Wenyong, LI Zifeng. Tension-torque model for casing strings and its application to directional wells cementing[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2008, 30(2): 32-35.
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