用于多個偏心工具的方法和負載分析技術

各種實施方案包括執行針對多個偏心工具的負載分析的設備和方法。完井管柱的偏心部件由于與套管和襯套壁的接觸而經歷另外的井下側力和拖曳力，這些力可導致過多的負載和應力從而導致故障。提供了分析此類情況的系統和技術。公開了另外的設備、系統和方法。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術大體上涉及與數據的測量和分析相關的設備和方法。專利技術背景近年來，多層完井已經取得相當快速的進步，但是多層完井提出了許多操作挑戰，這些挑戰對完井過程的效率產生不利的影響。完井通常指提供來自油或氣井的安全且有效的生產的井下管狀件和設備的組。隨著日益復雜的井眼的幾何形狀，先進的完井工具一起運行以便使儲層生產率最大化。由于其設計要求，完井管柱中的一些部件并不與井眼同心，而是偏心或偏心的。這些偏心工具的運行對完井管柱產生需要加以考慮的另外的負載。在運行這些完井管柱時所經歷的問題包括增加的扭矩和拖曳、屈曲或兩者的組合。當完井管柱運行時，現有的方法未被正確地模型化，并且嚴重地低估了應力值和拾取負載。另外，孔尺寸在鉆井時頻繁地發生改變，從而要求各種尺寸的套管或襯套到達目標深度，這進而導致完井管柱上的更高的負載。附圖簡述圖1根據各種實施方案示出部件管柱平衡的實例。圖2A根據各種實施方案示出完井管柱的實例，其中完井管柱經歷彎曲。圖2B根據各種實施方案示出圖2A關于在兩個套管之間的接口處的部件的彎曲，以及相關聯的力矩和側力。圖3根據各種實施方案關于四個對稱部件和一個離心部件示出完井管柱在各種條件下的實例。圖4根據各種實施方案示出對經歷側力的三個部件的位移的表示。圖5根據各種實施方案示出五部件模型，在所述模型中離心部件定位為部件次序中的中心部件，其中在離心部件的每個側上具有兩個對稱部件。圖6根據各種實施方案關于完井管柱在每個部件處的彎曲角示出圖5的模型的表示。圖7根據各種實施方案示出五部件模型的在單個方向上的摩擦力。圖8根據各種實施方案描繪了可操作來執行關于多個偏心部件的負載分析的示例性系統的特征的方框圖。圖9根據各種實施方案示出分析部件管柱以便確定部件的最小位移的示例性概述方法的特征。圖10根據各種實施方案描繪了在鉆探現場的系統的實施方案，其中所述系統可操作來執行關于多個偏心部件的負載分析。具體實施方式以下具體實施方式涉及附圖，所述附圖借助于說明且非限制的方式來示出其中可以實踐本專利技術的各種實施方案。充分詳細地描述這些實施方案以使本領域技術人員能夠實踐這些和其他實施方案?？衫闷渌麑嵤┓桨福⑶铱蓪@些實施方案進行結構、邏輯和電性的改變。各種實施方案并非必須互相排斥，因為一些實施方案可與一個或多個其他實施方案組合而形成新的實施方案。因此，以下具體實施方式并不具有限制性意義。用以開發鹽下儲層的深水鉆探需要非常復雜的鉆探和完井程序。可與井眼同心或偏心多個昂貴的工具和部件在鉆探和完井管柱中運行以便成功地進入并開發這些復雜儲層。偏心部件由于與套管和襯套壁的接觸而經歷另外的井下側力和拖曳力，這些力可導致過多的負載和應力從而導致故障。由于并未精確地加以考慮的所觀察到的井下力，完井管柱中的這些偏心工具和部件中的一些的運行已經導致管柱本身的故障和損失用以防止故障的對側力和拖曳力以及偏心管柱中的部件之間的最小距離的模型化和精確估算肯定會防止部件的未來損失。在各種實施方案中，負載、側力、拖曳力和多個偏心工具之間的放置距離被估算。如本文所教導的方法可提供對沿偏心和同心部件的側力以及運行而無故障發生所需要的部件之間的最小距離的估算。對地層的分布式測量可相對于以下變量來進行：軸向應變、徑向應變、彎曲力矩以及位移。圖1示出部件管柱平衡的實例。在這種情況下，離心部件下入到尺寸減小的套管中。如本文所使用的，Ri等于完井管柱的外半徑，Ro1等于第一套管101的內半徑，并且Ro2等于第二套管102的內半徑，其中第一套管101大于第二套管102。圖1示出關于具有外半徑Ri的完井管柱105的兩個同心部件107-1、107-2和離心部件109。本文所論述的技術可用于任意數量的同心部件和離心部件。圖2A示出完井管柱205的實例，其中完井管柱205經歷彎曲。具有外半徑Ri的完井管柱205在具有內半徑Ro1的第一套管201中延伸，所述第一套管201聯接至具有內半徑Ro2的第二套管202，其中Ro1>Ro2。軸向力N作用于完井管柱205，并且側力Fs作用于同心部件207-1、207-2中的每個以及離心部件209。為了便于說明，側力Fs由每個位置處的相同變量示出。然而，不同部件處的側力可能是不同的，其通過總體平衡條件而彼此相關。完井管柱205的彎曲產生作用于部件207-2的力矩M，所述彎曲也伴隨有作用于完井管柱205的摩擦力Fr。本文所論述的技術可用于任意數量的同心部件和離心部件。圖2B利用相關聯的力矩M和側力Fs示出關于在第一套管201與第二套管202之間的接口處的部件207-2的彎曲，因為軸向力與完井管柱205的軸線遠離平行于井眼中心的軸線的移動相關聯。圖3關于四個對稱部件307-1、307-2、307-3和307-4以及離心部件309示出完井管柱305在各種條件下的實例。具有外半徑Ri的完井管柱305在具有內半徑Ro1的第一套管301中延伸，所述第一套管301聯接至具有內半徑Ro2的第二套管302，其中Ro1>Ro2。側力Fs作用于離心部件309以及對稱部件組307-1、307-2、307-3和307-4中的對稱部件307-1和307-3的每個上。為了便于說明，側力Fs由每個位置處的相同變量示出。然而，不同部件處的側力可能是不同的，其通過力的總體平衡條件而彼此相關。除了上文所定義的變量之外，針對三個部件定義了以下術語(此類術語可被延伸用于具有多于三個部件的模型)：N＝軸向力M＝作用于部件的力矩Fs＝作用于部件的側力L1、L2、L3＝部件之間的距離e1、e2、e3＝部件與井眼中心的位移eec＝離心部件的偏心距K1、K2、K3＝部件的剛度Θ＝彎曲角Rp＝部件的外半徑Ro＝套管的內半徑μ＝摩擦系數Ff＝作用于管柱的總摩擦力EI＝部件的彎曲剛度v1、v2＝同心部件處的側變形vec＝離心部件處的側變形圖4示出對經歷側力的三個部件的位移的表示。所述三個部件位于位置A、B和C處，其中B與C相隔距離L2，并且B與A相隔距離L1。利用上文給出的定義，根據力的平衡，可由分別在位置A和位置C處的側力Fs1和側力Fs3來定義側力Fs2。在這三個部件的分析中，可將鋼制部件模型化為具有無窮剛度以使得K1＝K2＝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種方法，其包括：操作處理器以便執行操作，所述操作包括：將連續的管柱模型應用到具有包括偏心部件的多個部件的完井管柱；基于所述連續的模型，在所述偏心部件處和在所述多個部件中的許多部件處進行力分析；基于所述力分析，列出并求解力平衡方程組；以及基于所述力平衡方程組，確定所述偏心部件上和所述許多部件中的每個上的側力。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種方法，其包括：
操作處理器以便執行操作，所述操作包括：
將連續的管柱模型應用到具有包括偏心部件的多個部件的完井
管柱；
基于所述連續的模型，在所述偏心部件處和在所述多個部件中的
許多部件處進行力分析；
基于所述力分析，列出并求解力平衡方程組；以及
基于所述力平衡方程組，確定所述偏心部件上和所述許多部件中
的每個上的側力。
2.如權利要求1所述的方法，應用連續的管柱模型包括應用五
部件模型。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括基于確定
所述側力確定所述完井管柱上的拖曳力。
4.如權利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括基于確定
所述側力對所述完井管柱執行應力分析。
5.如權利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括使用軟質
管柱模型、剛性管柱模型、有限元件模型或多體系統模型來執行拖曳
力分析或應力分析。
6.如權利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括基于確定
所述偏...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·塞繆爾，Y·張，安尼克特，
申請(專利權)人：界標制圖有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US