用于多个偏心工具的方法和负载分析技术

各种实施方案包括执行针对多个偏心工具的负载分析的设备和方法。完井管柱的偏心部件由于与套管和衬套壁的接触而经历另外的井下侧力和拖曳力，这些力可导致过多的负载和应力从而导致故障。提供了分析此类情况的系统和技术。公开了另外的设备、系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及与数据的测量和分析相关的设备和方法。专利技术背景近年来，多层完井已经取得相当快速的进步，但是多层完井提出了许多操作挑战，这些挑战对完井过程的效率产生不利的影响。完井通常指提供来自油或气井的安全且有效的生产的井下管状件和设备的组。随着日益复杂的井眼的几何形状，先进的完井工具一起运行以便使储层生产率最大化。由于其设计要求，完井管柱中的一些部件并不与井眼同心，而是偏心或偏心的。这些偏心工具的运行对完井管柱产生需要加以考虑的另外的负载。在运行这些完井管柱时所经历的问题包括增加的扭矩和拖曳、屈曲或两者的组合。当完井管柱运行时，现有的方法未被正确地模型化，并且严重地低估了应力值和拾取负载。另外，孔尺寸在钻井时频繁地发生改变，从而要求各种尺寸的套管或衬套到达目标深度，这进而导致完井管柱上的更高的负载。附图简述图1根据各种实施方案示出部件管柱平衡的实例。图2A根据各种实施方案示出完井管柱的实例，其中完井管柱经历弯曲。图2B根据各种实施方案示出图2A关于在两个套管之间的接口处的部件的弯曲，以及相关联的力矩和侧力。图3根据各种实施方案关于四个对称部件和一个离心部件示出完井管柱在各种条件下的实例。图4根据各种实施方案示出对经历侧力的三个部件的位移的表示。图5根据各种实施方案示出五部件模型，在所述模型中离心部件定位为部件次序中的中心部件，其中在离心部件的每个侧上具有两个对称部件。图6根据各种实施方案关于完井管柱在每个部件处的弯曲角示出图5的模型的表示。图7根据各种实施方案示出五部件模型的在单个方向上的摩擦力。图8根据各种实施方案描绘了可操作来执行关于多个偏心部件的负载分析的示例性系统的特征的方框图。图9根据各种实施方案示出分析部件管柱以便确定部件的最小位移的示例性概述方法的特征。图10根据各种实施方案描绘了在钻探现场的系统的实施方案，其中所述系统可操作来执行关于多个偏心部件的负载分析。具体实施方式以下具体实施方式涉及附图，所述附图借助于说明且非限制的方式来示出其中可以实践本专利技术的各种实施方案。充分详细地描述这些实施方案以使本领域技术人员能够实践这些和其他实施方案。可利用其他实施方案，并且可对这些实施方案进行结构、逻辑和电性的改变。各种实施方案并非必须互相排斥，因为一些实施方案可与一个或多个其他实施方案组合而形成新的实施方案。因此，以下具体实施方式并不具有限制性意义。用以开发盐下储层的深水钻探需要非常复杂的钻探和完井程序。可与井眼同心或偏心多个昂贵的工具和部件在钻探和完井管柱中运行以便成功地进入并开发这些复杂储层。偏心部件由于与套管和衬套壁的接触而经历另外的井下侧力和拖曳力，这些力可导致过多的负载和应力从而导致故障。由于并未精确地加以考虑的所观察到的井下力，完井管柱中的这些偏心工具和部件中的一些的运行已经导致管柱本身的故障和损失用以防止故障的对侧力和拖曳力以及偏心管柱中的部件之间的最小距离的模型化和精确估算肯定会防止部件的未来损失。在各种实施方案中，负载、侧力、拖曳力和多个偏心工具之间的放置距离被估算。如本文所教导的方法可提供对沿偏心和同心部件的侧力以及运行而无故障发生所需要的部件之间的最小距离的估算。对地层的分布式测量可相对于以下变量来进行：轴向应变、径向应变、弯曲力矩以及位移。图1示出部件管柱平衡的实例。在这种情况下，离心部件下入到尺寸减小的套管中。如本文所使用的，Ri等于完井管柱的外半径，Ro1等于第一套管101的内半径，并且Ro2等于第二套管102的内半径，其中第一套管101大于第二套管102。图1示出关于具有外半径Ri的完井管柱105的两个同心部件107-1、107-2和离心部件109。本文所论述的技术可用于任意数量的同心部件和离心部件。图2A示出完井管柱205的实例，其中完井管柱205经历弯曲。具有外半径Ri的完井管柱205在具有内半径Ro1的第一套管201中延伸，所述第一套管201联接至具有内半径Ro2的第二套管202，其中Ro1>Ro2。轴向力N作用于完井管柱205，并且侧力Fs作用于同心部件207-1、207-2中的每个以及离心部件209。为了便于说明，侧力Fs由每个位置处的相同变量示出。然而，不同部件处的侧力可能是不同的，其通过总体平衡条件而彼此相关。完井管柱205的弯曲产生作用于部件207-2的力矩M，所述弯曲也伴随有作用于完井管柱205的摩擦力Fr。本文所论述的技术可用于任意数量的同心部件和离心部件。图2B利用相关联的力矩M和侧力Fs示出关于在第一套管201与第二套管202之间的接口处的部件207-2的弯曲，因为轴向力与完井管柱205的轴线远离平行于井眼中心的轴线的移动相关联。图3关于四个对称部件307-1、307-2、307-3和307-4以及离心部件309示出完井管柱305在各种条件下的实例。具有外半径Ri的完井管柱305在具有内半径Ro1的第一套管301中延伸，所述第一套管301联接至具有内半径Ro2的第二套管302，其中Ro1>Ro2。侧力Fs作用于离心部件309以及对称部件组307-1、307-2、307-3和307-4中的对称部件307-1和307-3的每个上。为了便于说明，侧力Fs由每个位置处的相同变量示出。然而，不同部件处的侧力可能是不同的，其通过力的总体平衡条件而彼此相关。除了上文所定义的变量之外，针对三个部件定义了以下术语(此类术语可被延伸用于具有多于三个部件的模型)：N＝轴向力M＝作用于部件的力矩Fs＝作用于部件的侧力L1、L2、L3＝部件之间的距离e1、e2、e3＝部件与井眼中心的位移eec＝离心部件的偏心距K1、K2、K3＝部件的刚度Θ＝弯曲角Rp＝部件的外半径Ro＝套管的内半径μ＝摩擦系数Ff＝作用于管柱的总摩擦力EI＝部件的弯曲刚度v1、v2＝同心部件处的侧变形vec＝离心部件处的侧变形图4示出对经历侧力的三个部件的位移的表示。所述三个部件位于位置A、B和C处，其中B与C相隔距离L2，并且B与A相隔距离L1。利用上文给出的定义，根据力的平衡，可由分别在位置A和位置C处的侧力Fs1和侧力Fs3来定义侧力Fs2。在这三个部件的分析中，可将钢制部件模型化为具有无穷刚度以使得K1＝K2＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：操作处理器以便执行操作，所述操作包括：将连续的管柱模型应用到具有包括偏心部件的多个部件的完井管柱；基于所述连续的模型，在所述偏心部件处和在所述多个部件中的许多部件处进行力分析；基于所述力分析，列出并求解力平衡方程组；以及基于所述力平衡方程组，确定所述偏心部件上和所述许多部件中的每个上的侧力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，其包括：
操作处理器以便执行操作，所述操作包括：
将连续的管柱模型应用到具有包括偏心部件的多个部件的完井
管柱；
基于所述连续的模型，在所述偏心部件处和在所述多个部件中的
许多部件处进行力分析；
基于所述力分析，列出并求解力平衡方程组；以及
基于所述力平衡方程组，确定所述偏心部件上和所述许多部件中
的每个上的侧力。
2.如权利要求1所述的方法，应用连续的管柱模型包括应用五
部件模型。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括基于确定
所述侧力确定所述完井管柱上的拖曳力。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括基于确定
所述侧力对所述完井管柱执行应力分析。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括使用软质
管柱模型、刚性管柱模型、有限元件模型或多体系统模型来执行拖曳
力分析或应力分析。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括基于确定
所述偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·塞缪尔，Y·张，安尼克特，
申请(专利权)人：界标制图有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US