一趟式套管开窗工具研制与开窗过程动力学仿真模拟
针对常规开窗工具难以通过大狗腿井段、锥式磨鞋易偏离导斜面等缺点，中海油服针研制了专用于海上油田的开窗工具，逐渐形成了具有自主知识产权的一趟式生产井开窗工艺。本文在充分了解套管开窗侧钻工艺过程的基础上，应用管柱结构动力学理论与数值模拟相结合的研究手段，建立了套管开窗过程中的磨鞋—套管—地层的相互作用模型，通过仿真计算分析开窗过程中磨鞋和挠性短节的力学行为、不同参数(导斜角、钻压和转速)对开窗工具的受力影响规律。结果 表明，在“死点区”之前，挠性短节的形变幅度大频率高，容易发生破坏；开窗过程中挠性短节的Mises应力交替变化，导致挠性短节易出现疲劳损伤，而开窗磨鞋在经过死点时，受到侧向力最小。钻压对开窗工具的受力影响更大，特别是开钻和铣锥钻出套管阶段；导斜角度与转速的增大会明显增开窗工具弯矩与Mises应力，且在开窗后期更为明显。研究成果为侧钻井挠性短节型号优选及施工参数设计提供了参考。
套管开窗 侧钻 仿真模拟,受力分析,开窗工具
薛宪波 张诚成 张保康 华泽君 张文博 曲跃
中海油田服务股份有限公司油田生产事业部工程技术中心,天津,300459
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2021-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）