《钻井工程3-井眼轨道设计与控制》

1、1第三章第三章 井眼轨道设计与控制井眼轨道设计与控制 井眼轨道设计井眼轨道设计是钻井作业的基础。根据油是钻井作业的基础。根据油田地质情况、地面条件和钻采技术水平，井眼田地质情况、地面条件和钻采技术水平，井眼轨道可设计为直井、定向井、水平井、丛式井轨道可设计为直井、定向井、水平井、丛式井或多底分支井等。或多底分支井等。 井眼轨道控制井眼轨道控制是采用各种技术，使钻头沿是采用各种技术，使钻头沿设计的井眼轨道钻进。设计的井眼轨道钻进。 主主 要要 内内 容容第二节第二节 钻柱及下部钻具组合设计钻柱及下部钻具组合设计第三节第三节 井限轨道控制理论与技术井限轨道控制理论与技术 第四节第四节 短曲率半径水

2、平井、径向水平井短曲率半径水平井、径向水平井 钻井系统简介钻井系统简介 3一、基本概念一、基本概念二、各参数之间的数学关系二、各参数之间的数学关系三、井眼三、井眼轨道设计的原则和方法轨道设计的原则和方法4井眼轨道：井眼轨道：是指在一口井钻是指在一口井钻进之前人们预想的该井的进之前人们预想的该井的井眼轴线形状。井眼轴线形状。井眼轨迹：井眼轨迹：是指一口已钻成是指一口已钻成的井的实际井眼轴线形状，的井的实际井眼轴线形状，也就是井眼轴线（井眼中也就是井眼轴线（井眼中心线）。心线）。 一、一、 基本概念基本概念（一）井眼轨道的基本要素（一）井眼轨道的基本要素5B B点垂直井深点垂直井深AA A点测量井

3、深：点测量井深：点井斜角点井斜角HB垂深、测深、井斜角的概念垂深、测深、井斜角的概念B井深：井深：B B678KBABAAA A井斜变化率的概念和计算井斜变化率的概念和计算井斜变化率井斜变化率 ：单位井段的井斜变化：单位井段的井斜变化9KBABA方位角、方位变化率的概念和计算方位角、方位变化率的概念和计算AB方位变化率方位变化率 ：单位井段的方位变化：单位井段的方位变化10E点水平位移：点水平位移：A AOAOAE E( (完井井底完井井底) )闭合距：闭合距：S SE EOEOE闭合方位角闭合方位角 水平位移：井身轨迹某点与井口位置的水平距离水平位移：井身轨迹某点与井口位置的水平距离水平位移

4、、闭合距、闭合方位角的概念水平位移、闭合距、闭合方位角的概念11A AAE12 井眼曲率井眼曲率KK：在单位井段在单位井段内井眼前进的方向在三维内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化，它既空间内的角度变化，它既包含了井斜角的变化又包包含了井斜角的变化又包含了方位角的变化。含了方位角的变化。c222sin)()(ABABABKKKK222sinc狗腿严重度（狗腿度）狗腿严重度（狗腿度）全角变化率全角变化率狗腿角：狗腿角：井眼曲率：井眼曲率：2cBA井眼曲率的概念和计算井眼曲率的概念和计算13磁偏角的概念及其校正方法磁偏角的概念及其校正方法定义：地球正北方位线定义：地球正北方位线实测：地球磁北方位

5、线实测：地球磁北方位线方位角方位角两线不重合形成夹角两线不重合形成夹角磁偏角磁偏角磁偏角示意图磁偏角示意图若磁北方位线在正北方位线以东若磁北方位线在正北方位线以东东磁偏角（东磁偏角（C） 我国西部地区我国西部地区若磁北方位线在正北方位线以西若磁北方位线在正北方位线以西西磁偏角（西磁偏角（A） 我国东部地区我国东部地区磁偏角的确定磁偏角的确定实测实测由等偏地磁图查得由等偏地磁图查得用该地区的经纬度计算用该地区的经纬度计算由当地地质部门提供由当地地质部门提供磁偏角的校正方法：若为东磁偏角，与磁方位角相加；磁偏角的校正方法：若为东磁偏角，与磁方位角相加； 反之相减，即为井斜方位角。反之相减，即为井斜

6、方位角。14 oN(i)E(j)D(k)rotnbADmSh假设井眼轨迹是一条空间曲线，则可以用空间直角坐标系来描述。选取笛假设井眼轨迹是一条空间曲线，则可以用空间直角坐标系来描述。选取笛卡尔坐标系卡尔坐标系。原点。原点选在井口处；选在井口处；轴指向正北轴指向正北,单位矢量为单位矢量为；轴指向正东，单位矢量为轴指向正东，单位矢量为；轴垂直向下，单位矢量为；轴垂直向下，单位矢量为。 kjirDENoz北坐标（北坐标（）：从井口至井眼轴线上某一点）：从井口至井眼轴线上某一点在北坐标轴上的投影的距离。在北坐标轴上的投影的距离。z东坐标（东坐标（）：从井口至井眼轴线上某一点）：从井口至井眼轴线上某一点

7、在东坐标轴上的投影的距离。在东坐标轴上的投影的距离。z井眼挠率（井眼挠率（）：单位长度井段井眼轴线）：单位长度井段井眼轴线的主法线绕井眼轴线所转过的角度的主法线绕井眼轴线所转过的角度.15z 井身剖面由井身剖面由直井段、造斜段、稳斜段、直井段、造斜段、稳斜段、增斜段、降斜段增斜段、降斜段和和水平段水平段组合而成。组合而成。z 直井段直井段:设计井斜角为零度的井段。设计井斜角为零度的井段。z 造斜点（造斜点（）:开始定向造斜的位置开始定向造斜的位置称为造斜点。以该点的井深来表示。称为造斜点。以该点的井深来表示。z 造斜率（造斜率（）:造斜工具的造斜能力造斜工具的造斜能力,即即该造斜工具所钻出的井

8、段的井眼曲率。该造斜工具所钻出的井段的井眼曲率。z 造造(增增)斜段斜段:井斜角随井深增加的井段井斜角随井深增加的井段z 稳斜段稳斜段:井斜角保持不变的井段。井斜角保持不变的井段。z 降斜段降斜段:井斜角随着井深的增加而减小的井斜角随着井深的增加而减小的井段。井段。z 水平段：水平段：井斜角大于井斜角大于86的井段。的井段。 （二）（二）井身剖面井身剖面与精度控制与精度控制直井段直井段造斜点造斜点增斜段增斜段增斜段增斜段水平段水平段直井段直井段降斜段降斜段稳斜段稳斜段amax水平位移水平位移16精度控制精度控制z 目标点：目标点：即设计规定的、必须钻达的地层位置即设计规定的、必须钻达的地层位置

9、通常以地面通常以地面井口为坐标原点的空间坐标系的坐标值来表示。井口为坐标原点的空间坐标系的坐标值来表示。z 靶区及靶区半径（靶区及靶区半径（）:包含目标点在内的一个区域称为包含目标点在内的一个区域称为靶区。在一般油气井中，靶区半径为允许实钻井眼轨迹偏靶区。在一般油气井中，靶区半径为允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点的水平距离离设计目标点的水平距离,靶区为在目标点所在的水平面靶区为在目标点所在的水平面上上,以目标点为圆心以目标点为圆心,以靶区半径为半径的一个圆面积。以靶区半径为半径的一个圆面积。z 安全控制圆锥（柱）安全控制圆锥（柱）:以设计井眼轴线为中心以设计井眼轴线为中心,所限定的圆所限定的圆锥

10、（柱）空间。锥（柱）空间。 z 靶心距（靶心距（）:在靶区平面上在靶区平面上,实钻井眼轴线与目标点之实钻井眼轴线与目标点之间的距离。间的距离。z 误差椭球误差椭球:由测量和计算误差引起的井底位置不确定性所由测量和计算误差引起的井底位置不确定性所构成的以井底为中心的椭球体。构成的以井底为中心的椭球体。17目标点和误差椭球目标点和误差椭球 o设计井眼设计井眼实钻井眼实钻井眼目标点目标点误差椭球误差椭球油气层油气层靶心距靶心距18直井和定向井的靶区和控制圆锥直井和定向井的靶区和控制圆锥 靶区靶区靶区半径靶区半径控制圆锥控制圆锥井口井口油气层油气层19水平井的靶区水平井的靶区 井眼轨道井眼轨道水平范围

11、水平范围垂直范围垂直范围水平段长度水平段长度20草古草古100-平平5井井水平位移736.5米完钻井深完钻井深1427m水平位移736.5米水平位移水平位移736.5m高难度高难度三三靶点靶点21 （三）井眼（三）井眼轨道水平投影轨道水平投影z1）工具弯角工具弯角:在造斜钻具在造斜钻具组合中，拐弯处上下两段组合中，拐弯处上下两段的轴线间的夹角。的轴线间的夹角。z2）工具面：工具面：在造斜钻具在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的平面。个轴线所决定的平面。22z 3）反扭角（）反扭角（r ）：）：在使用井下动力在使用井下动力钻具进行定向造斜或扭方位时，动力钻具进行定

12、向造斜或扭方位时，动力钻具启动前的工具面与启动后且加压钻具启动前的工具面与启动后且加压钻进时的工具面之间的夹角。钻进时的工具面之间的夹角。z 4）高边：）高边：定向井的井底是个呈倾斜状定向井的井底是个呈倾斜状态的圆平面，称为态的圆平面，称为井底圆井底圆；井底圆上；井底圆上的最高点称为的最高点称为高边高边；从井底圆心至高；从井底圆心至高边之间的连线所指的方向称为边之间的连线所指的方向称为高边方高边方向向；从正北方向线顺时针转至高边方；从正北方向线顺时针转至高边方向在水平面上的投影所转过的角度称向在水平面上的投影所转过的角度称为为高边方位角高边方位角。 ON正北方向线正北方向线 OE正东方位线正东

13、方位线OA井底井斜方位线高边方位线井底井斜方位线高边方位线OB造斜工具定向方位线造斜工具定向方位线OC造斜工具的安置方位线造斜工具的安置方位线23z 5）工具面角（）工具面角（t）：）：造斜工具下造斜工具下到井底以后，工具面所在的角度。到井底以后，工具面所在的角度。它有两种表示方法：它有两种表示方法：。高边工具面角是以高边工具面角是以高边方向线为始边，顺时针转到工高边方向线为始边，顺时针转到工具面与井底圆平面的交线所转过的具面与井底圆平面的交线所转过的角度；磁工具面角为以正北方向线角度；磁工具面角为以正北方向线为始边，顺时针转到工具面与井底为始边，顺时针转到工具面与井底圆平面的交线在水平面上的

14、投影线圆平面的交线在水平面上的投影线所转过的角度。所转过的角度。ON正北方向线正北方向线 OE正东方位线正东方位线OA井底井斜方位线高边方位线井底井斜方位线高边方位线OB造斜工具定向方位线造斜工具定向方位线OC造斜工具的安置方位线造斜工具的安置方位线24工具面角工具面角25z 6）装置角（）装置角（）：）：在启动钻具后在启动钻具后且加压钻进时，工具面所处的角且加压钻进时，工具面所处的角度，与工具面角一样，既可用高度，与工具面角一样，既可用高边工具面表示，也可用磁工具面边工具面表示，也可用磁工具面表示。表示。z 7) 安置角（安置角（s）：）：在启动钻具在启动钻具前，工具面所处的角度。与工具前，

15、工具面所处的角度。与工具面角一样，既可用高边工具面表面角一样，既可用高边工具面表示，也可用磁工具面表示。示，也可用磁工具面表示。ON正北方向线正北方向线 OE正东方位线正东方位线OA井底井斜方位线高边方位线井底井斜方位线高边方位线OB造斜工具定向方位线造斜工具定向方位线OC造斜工具的安置方位线造斜工具的安置方位线26二、各参数之间的数学关系二、各参数之间的数学关系(一一)基本参数基本参数 石油工程中，井眼轨道参数是通过下入井眼内的石油工程中，井眼轨道参数是通过下入井眼内的测斜仪器测斜仪器测出的，它测出的是一系列离散测出的，它测出的是一系列离散所对应的所对应的和和，通过它们可以确定出其它参数，所

16、以将它们称为，通过它们可以确定出其它参数，所以将它们称为基本参数。基本参数。(二二)坐标参数坐标参数 用于描述井眼轨道的空间位置。主要有北坐标，东坐标，用于描述井眼轨道的空间位置。主要有北坐标，东坐标，垂直深度。垂直深度。(三三)挠曲参数挠曲参数 描述井眼轨道的描述井眼轨道的弯曲和扭转程度。弯曲和扭转程度。主要有主要有和和。27( (四四) )坐标参数与基本参数的关系坐标参数与基本参数的关系lllllDllEllN000dcos)(dsinsin)(dcossin)(井斜角井斜角方位角方位角-为井口到计算点的曲线长度（测深）为井口到计算点的曲线长度（测深）l28(五五)挠曲参数与基本参数的关系

17、挠曲参数与基本参数的关系nbtbnntrtnbnboddddddddllll2b3o32o2on2o22o22b)dd,dd,dd(ddddlllllrrrrrt,n,b分别为切线、主法线和副法线方向的单位矢量分别为切线、主法线和副法线方向的单位矢量b,n为为r0点的曲率和挠率点的曲率和挠率r0=Ni+Ej+Dk29（一）井眼轨道的类型（一）井眼轨道的类型 按设计井眼轨道在空间直角坐标系中的形状按设计井眼轨道在空间直角坐标系中的形状,可分为二维井眼轨道和三维井眼轨道。可分为二维井眼轨道和三维井眼轨道。 是指设计井眼轴线仅在设计方是指设计井眼轴线仅在设计方位线所在铅垂平面上变化的井眼轨道。位线所

18、在铅垂平面上变化的井眼轨道。 是指在设计的井眼轴线上是指在设计的井眼轴线上,既有井斜角变化既有井斜角变化,又有方位角又有方位角变化的井眼轨道。变化的井眼轨道。 1.二维井眼轨道二维井眼轨道 二维井眼轨道组成：二维井眼轨道组成： 垂直井段垂直井段 增斜井段增斜井段 稳斜井段稳斜井段 降斜井段降斜井段 三、井眼三、井眼轨道设计的原则和方法轨道设计的原则和方法 30 2.三维井眼轨道三维井眼轨道 三维井眼轨道设计用于三维井眼轨道设计用于绕障井绕障井和和现场待钻修正井眼轨道现场待钻修正井眼轨道设计。若在设计。若在地面井口位置与设计目标点之间的铅垂平面内地面井口位置与设计目标点之间的铅垂平面内, ,存在

19、着井眼难于直接通过存在着井眼难于直接通过的障碍物的障碍物( (如已钻的井眼、岩丘、气顶等）如已钻的井眼、岩丘、气顶等），则设计的井眼轨道需要绕过，则设计的井眼轨道需要绕过障碍物到达目标点。在钻进过程中，井眼轨道总是要偏离设计井眼轨道，障碍物到达目标点。在钻进过程中，井眼轨道总是要偏离设计井眼轨道，为了保证钻达目标点，必须时刻修正钻进参数；此时由于井底的方位角为了保证钻达目标点，必须时刻修正钻进参数；此时由于井底的方位角与设与设计的方位角不一致，必须进行三维轨道设计计的方位角不一致，必须进行三维轨道设计。设计师井设计师井31（二）、设计井眼轨道的原则（二）、设计井眼轨道的原则 （1）根据油气田勘

20、探开发要求）根据油气田勘探开发要求,保证实现钻井目的。保证实现钻井目的。 （2）根据油气田的构造特征、油气产状，有利于提高）根据油气田的构造特征、油气产状，有利于提高油气产量和采收率，改善投资效益。油气产量和采收率，改善投资效益。 （3）在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角等参数时，）在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角等参数时，有利于钻井、采油和修井作业。有利于钻井、采油和修井作业。 （4）在满足钻井目的的前提下，应尽可能选择比较简）在满足钻井目的的前提下，应尽可能选择比较简单的剖面类型，力求使设计的测深最短，以减小井眼单的剖面类型，力求使设计的测深最短，以减小井眼轨道控制的难度和钻井工作量，有

21、利于安全、快速钻轨道控制的难度和钻井工作量，有利于安全、快速钻井，降低钻井成本。井，降低钻井成本。32（三）井眼轨道设计中关键因素的选择（三）井眼轨道设计中关键因素的选择1.造斜点造斜点 (1)造斜点应选择在较稳定的地层造斜点应选择在较稳定的地层,应避开岩石破碎带、漏失地层、流应避开岩石破碎带、漏失地层、流砂层或容易坍塌等复杂地层；砂层或容易坍塌等复杂地层；(2)地层可钻性均匀，不应有硬夹层；地层可钻性均匀，不应有硬夹层；(3)要满足采油工艺要求；要满足采油工艺要求；(4) 垂深大、水平位移小的井，造斜点应深，以垂深大、水平位移小的井，造斜点应深，以便简化井身结构、加快钻速；便简化井身结构、加

22、快钻速；(5) 垂深小、水平位移大的井，造斜点应垂深小、水平位移大的井，造斜点应浅，以减少定向施工的工作量；浅，以减少定向施工的工作量；(6) 在井眼方位漂移地区，应使斜井段在井眼方位漂移地区，应使斜井段避开方位漂移大的地层或利用井眼方位漂移规律钻达目标点。避开方位漂移大的地层或利用井眼方位漂移规律钻达目标点。2.最大井斜角最大井斜角 实践证明，井斜角实践证明，井斜角15，方位不稳定，容易漂移；井斜角，方位不稳定，容易漂移；井斜角45，测井和完井难度大，扭方位困难，扭矩大，易发生井壁坍塌等问题。因测井和完井难度大，扭方位困难，扭矩大，易发生井壁坍塌等问题。因此，常规定向井的最大井斜角应尽可能控

23、制在此，常规定向井的最大井斜角应尽可能控制在1545范围内。范围内。3.井眼曲率井眼曲率是一个很重要的参数是一个很重要的参数 井眼曲率过大会给钻井井眼曲率过大会给钻井、采油和修井作业造成困难。因此，定向钻井的采油和修井作业造成困难。因此，定向钻井的井眼曲率一般取井眼曲率一般取512/100m，最大不超过，最大不超过16/100m。 1.造斜点造斜点2.最大井斜角最大井斜角3.井眼曲率井眼曲率33 设计井眼轨道时，一般选择简单的二维轨道。二维轨道设计井眼轨道时，一般选择简单的二维轨道。二维轨道由由组合而成，组合而成，最常用的有四种类型。最常用的有四种类型。 （四）井眼轨道类型的选择（四）井眼轨道

24、类型的选择三段制三段制五段五段制制S型型直井直井34 直井段直井段造斜段造斜段水平段水平段侧钻水平井侧钻水平井直井段直井段造斜段造斜段稳斜段稳斜段造斜段造斜段水平段水平段常规水平井常规水平井水平井眼轨道类型的选择水平井眼轨道类型的选择侧钻水平井技术是指使用专门井下工具，从老井套管内侧钻而成的水侧钻水平井技术是指使用专门井下工具，从老井套管内侧钻而成的水平井。平井。它是在侧钻井技术、水平井技术和小井眼技术的基础上发展起来的它是在侧钻井技术、水平井技术和小井眼技术的基础上发展起来的代表九十年代代表九十年代，不仅能使老井复活，而且可以大幅度提，不仅能使老井复活，而且可以大幅度提高单井产量和采收率。高

25、单井产量和采收率。35（五）二维定向井井眼轨道设计方法（五）二维定向井井眼轨道设计方法 定向井和水平井井眼轨道设计一定要认真执行井眼轨道设计原则，选择定向井和水平井井眼轨道设计一定要认真执行井眼轨道设计原则，选择合理的井眼轨道类型，结合本井情况，设计出良好的井眼轨道。合理的井眼轨道类型，结合本井情况，设计出良好的井眼轨道。 (1)掌握原始资料主要是该地区的地质剖面，地表对井位的限制条件，掌握原始资料主要是该地区的地质剖面，地表对井位的限制条件，目的层位的垂直井深和总水平位移，自然造斜规律，工具造斜能力，钻井技目的层位的垂直井深和总水平位移，自然造斜规律，工具造斜能力，钻井技术水平和故障提示等等

26、。术水平和故障提示等等。 (2)根据井眼轨道确定原则，选定一个井眼根据井眼轨道确定原则，选定一个井眼轨道类型轨道类型。 (3)根据原始资料选定造斜点的位置，并确定根据原始资料选定造斜点的位置，并确定造斜率造斜率大小。大小。 (4)确定确定最大井斜角最大井斜角。 (5)计算剖面上各井段的井斜角，方位角，垂直井深，水平位移。计算剖面上各井段的井斜角，方位角，垂直井深，水平位移。 (6)核算井眼曲率，使其满足对它的各种限制条件，并作出井身的控核算井眼曲率，使其满足对它的各种限制条件，并作出井身的控制圆柱，即误差范围。制圆柱，即误差范围。 (7)绘制井眼轨道图，标出安全圆柱。绘制井眼轨道图，标出安全圆

27、柱。 井眼轨道设计方法图版法井眼轨道设计方法图版法 作图法作图法 解析法解析法36（六）井眼轨道随钻修正设计（六）井眼轨道随钻修正设计 实际钻进过程中，要使实际钻进过程中，要使实钻轨道与设计轨道实钻轨道与设计轨道完全吻合是不完全吻合是不可能的，二者之间总会有一定的偏差。可能的，二者之间总会有一定的偏差。 很小的偏差是允许的，只要对钻进参数或钻具组合作些适很小的偏差是允许的，只要对钻进参数或钻具组合作些适当调整，便可继续钻进。当调整，便可继续钻进。 若偏差较大，则必须对若偏差较大，则必须对待钻井眼待钻井眼做出新的设计；若因地质做出新的设计；若因地质勘探等原因，需要中途改变靶区的位置时，也需要重新

28、设计井勘探等原因，需要中途改变靶区的位置时，也需要重新设计井眼轨道。将上述情况统称为眼轨道。将上述情况统称为井眼轨道的随钻修正设计。井眼轨道的随钻修正设计。 无论原设计是二维还是三维井眼轨道，修正设计往往都是无论原设计是二维还是三维井眼轨道，修正设计往往都是三维三维的。现有的几种随钻修正设计方法大多数是把三维设计问的。现有的几种随钻修正设计方法大多数是把三维设计问题转化成二维设计。题转化成二维设计。 37（七）井眼轨道绕障和防碰设计（七）井眼轨道绕障和防碰设计 在地面井位和目标点所在的铅垂平面内在地面井位和目标点所在的铅垂平面内, ,如果存在着不可逾越的障碍物如果存在着不可逾越的障碍物（如已钻

29、井（如已钻井眼、复杂地层）眼、复杂地层）要绕过障碍物钻达目标点要绕过障碍物钻达目标点的定向井称为的定向井称为绕障井绕障井。 在密集丛式井和油田开发后期，常遇到在密集丛式井和油田开发后期，常遇到绕障问题。绕障问题。 从理论上讲，如果不受井眼曲率、最大从理论上讲，如果不受井眼曲率、最大井斜角、井口位置、目标点位置、经济因井斜角、井口位置、目标点位置、经济因素和施工水平的限制，就不必进行三维设素和施工水平的限制，就不必进行三维设计。但在实际工作中，进行三维轨道设计计。但在实际工作中，进行三维轨道设计更经济、更容易实现。更经济、更容易实现。38 就丛式钻井中每一单井而言，就是一口定向井；井就丛式钻井中

30、每一单井而言，就是一口定向井；井数不多的丛式井与一般定向井的设计基本相同；但就数不多的丛式井与一般定向井的设计基本相同；但就丛式井簇丛式井簇而言，尤其是多井密集的丛式钻井，还应该而言，尤其是多井密集的丛式钻井，还应该考虑以下几个关键技术。考虑以下几个关键技术。 1.丛丛式井位置、数量和井数的确定式井位置、数量和井数的确定 无论是海上或是陆地，丛式钻井首先遇到的就是无论是海上或是陆地，丛式钻井首先遇到的就是丛式井场丛式井场( (或海上平台或海上平台) )的的。解决这些问题，必须：一是要满足油田。解决这些问题，必须：一是要满足油田开发的要求，这是丛式井网布置的依据；二是要从地开发的要求，这是丛式井

31、网布置的依据；二是要从地面实际条件出发，井场必须设在指定的位置。但无论面实际条件出发，井场必须设在指定的位置。但无论哪种情况，所设置的丛式井场数量和所钻井数的总成哪种情况，所设置的丛式井场数量和所钻井数的总成本都必须最低。当然，在丛式井场布井时，还需满足本都必须最低。当然，在丛式井场布井时，还需满足地质、采油和钻井工程方面提出的限制条件，如井眼地质、采油和钻井工程方面提出的限制条件，如井眼轨道的最大轨道的最大井斜角、井斜角、“狗腿狗腿”严重度等。严重度等。 39 2.防止井眼相碰防止井眼相碰是丛式井设计和施工的关键是丛式井设计和施工的关键 (1)井网类型井网类型辐射型辐射型 锥散型锥散型 开发

32、整个油区，地面又没有限制，可以在地面均匀设置井场，井网布开发整个油区，地面又没有限制，可以在地面均匀设置井场，井网布置采用辐射型，即以丛式井场为中心，置采用辐射型，即以丛式井场为中心，。这种。这种布井方式井眼相互干扰较小，不易相碰。布井方式井眼相互干扰较小，不易相碰。 若地面限制严，各井只能从若地面限制严，各井只能从，即锥散，即锥散型井网型井网(或叫普通型井网或叫普通型井网)。这类井网井眼间干扰较大，必须在造斜点、最。这类井网井眼间干扰较大，必须在造斜点、最大井斜角、井眼轨道、钻井顺序等各方面进行综合考虑，防止井眼相碰。大井斜角、井眼轨道、钻井顺序等各方面进行综合考虑，防止井眼相碰。40 (2

33、)井眼轨道设计井眼轨道设计 多用二维平面井眼轨道，而多用二维平面井眼轨道，而或老油田打调整井，有或老油田打调整井，有时必须用三维井眼轨道或多造斜率的二维井眼轨道时必须用三维井眼轨道或多造斜率的二维井眼轨道,以保证井眼互不干扰。以保证井眼互不干扰。三维井眼轨道设计多数是将空间井眼轨道利用矩阵或坐标转换转化成空间平三维井眼轨道设计多数是将空间井眼轨道利用矩阵或坐标转换转化成空间平面上的井眼轨道，或者从水平投影图开始，设计一些特殊的空间井眼轴线。面上的井眼轨道，或者从水平投影图开始，设计一些特殊的空间井眼轴线。 (3)井口布置井口布置 丛式钻井的井口布置方法很多，丛式钻井的井口布置方法很多，丛式井场

34、丛式井场范围有限范围有限(尤其是海上平台尤其是海上平台)，井口距离一般不超过，井口距离一般不超过2.5 m。如果造斜点较浅。如果造斜点较浅(100300 m)，井口距离可以缩小到，井口距离可以缩小到12 m；反之，井口距离应稍大一些，；反之，井口距离应稍大一些，以防止由于测斜累积误差而致实际井眼相碰。以防止由于测斜累积误差而致实际井眼相碰。要考虑安全要考虑安全设施，防止井喷失火株连整个丛式井场。在目前的油田开发条件下，井口布设施，防止井喷失火株连整个丛式井场。在目前的油田开发条件下，井口布置还须为油田后期的抽油、修井、增产等处理措施留下适当的位置。置还须为油田后期的抽油、修井、增产等处理措施留

35、下适当的位置。41 (4)造斜点位置造斜点位置 邻井间方位角相差大，造斜点可以相距不大；反之，则要求造斜点相距较邻井间方位角相差大，造斜点可以相距不大；反之，则要求造斜点相距较远。但是造斜点的选择还取决于地层条件、油层深度、水平位移以及对最大远。但是造斜点的选择还取决于地层条件、油层深度、水平位移以及对最大井斜角和井眼曲率的限制，必须综合考虑。井斜角和井眼曲率的限制，必须综合考虑。 (5)造斜率与最大井斜角造斜率与最大井斜角 距丛式井场或平台中心越远的井，造斜率越高，最大井斜角越大。但最大距丛式井场或平台中心越远的井，造斜率越高，最大井斜角越大。但最大井斜角不能任意选取，受地质、测井、钻井工艺

36、、采油等多方面的限制。井斜角不能任意选取，受地质、测井、钻井工艺、采油等多方面的限制。 (6)钻井次序钻井次序 丛式井网常将造斜点深、水平位移小的井安排在中心区，优先钻进。然后丛式井网常将造斜点深、水平位移小的井安排在中心区，优先钻进。然后依次向外扩展，最后钻造斜率高和井斜角大的边缘井，以便在实际井眼轨道依次向外扩展，最后钻造斜率高和井斜角大的边缘井，以便在实际井眼轨道出现误差时，有修正后续井眼轨道的余地。出现误差时，有修正后续井眼轨道的余地。 (7)控制安全圆柱控制安全圆柱 为了保证井眼准确钻达靶心。人们习惯于以设计井眼轴线为中心规定一定为了保证井眼准确钻达靶心。人们习惯于以设计井眼轴线为中

37、心规定一定半径值作为安全范围，所以称为安全圆柱。随着生产技术水平的发展，安全半径值作为安全范围，所以称为安全圆柱。随着生产技术水平的发展，安全圆柱的半径将日益减小。圆柱的半径将日益减小。(8)提高测斜仪器的精度提高测斜仪器的精度(9)使用电子计算机绘制井眼防碰图使用电子计算机绘制井眼防碰图42图图3-5 典型的钻柱组合典型的钻柱组合 钻柱钻柱是自方钻杆至钻是自方钻杆至钻头以上的钻具管串的总头以上的钻具管串的总称。钻柱由称。钻柱由方钻杆、钻方钻杆、钻杆、钻挺、接头和稳定杆、钻挺、接头和稳定器器等钻具组成。钻井过等钻具组成。钻井过程中，通过钻柱把钻头程中，通过钻柱把钻头和地面连接起来。和地面连接起

38、来。 434445 钻井中常用的钻柱下部钻具组钻井中常用的钻柱下部钻具组合中包括合中包括 稳斜钻具、降斜钻具稳斜钻具、降斜钻具、防斜钻具防斜钻具、造斜钻具、增斜钻具、造斜钻具、增斜钻具、几何导向钻井系统和地质导向钻几何导向钻井系统和地质导向钻井系统井系统 等。等。 一、一、钻柱下部钻具钻柱下部钻具 组合设计方法组合设计方法 下部钻具组合设计的原则：下部钻具组合设计的原则： l）能有效地钻出设计的井眼轨道）能有效地钻出设计的井眼轨道. 2）钻头、马达和测量系统工作稳）钻头、马达和测量系统工作稳 定性好定性好 ，能施加较大的钻压，能施加较大的钻压， 有利于提高钻速有利于提高钻速. 3）具有较高的强

39、度和寿命）具有较高的强度和寿命. 4）便于安装和起下。）便于安装和起下。钻铤钻铤稳定器稳定器动力段动力段弯外壳弯外壳轴承外壳轴承外壳垫块垫块变接头变接头旁通阀旁通阀柔性连接柔性连接弯接头弯接头46 稳斜钻具稳斜钻具的作用是使井眼轨道沿当前井底切线方向，保持井斜角和方的作用是使井眼轨道沿当前井底切线方向，保持井斜角和方位角不变钻进。稳斜钻具是采用刚性满眼钻具结构，通过增大下部钻具组位角不变钻进。稳斜钻具是采用刚性满眼钻具结构，通过增大下部钻具组合的刚性，控制下部钻具组合在外力作用下的变形达到稳定井斜和方位的合的刚性，控制下部钻具组合在外力作用下的变形达到稳定井斜和方位的效果。常用的稳斜钻具组合是

40、：钻头效果。常用的稳斜钻具组合是：钻头+近钻头稳定器近钻头稳定器+短钻挺短钻挺+稳定器稳定器+单单根钻挺根钻挺+稳定器稳定器+钻挺钻挺+钻杆。钻杆。 降斜钻具降斜钻具用于定向井中降低井眼轨道的井斜角。防斜钻具用于直井中用于定向井中降低井眼轨道的井斜角。防斜钻具用于直井中抑制和防止井斜的产生。降斜和防斜钻具一般采用钟摆钻具组合，利用钻抑制和防止井斜的产生。降斜和防斜钻具一般采用钟摆钻具组合，利用钻具自身重力产生的钟摆力实现降斜。据设计井眼轨道要求的井斜角大小，具自身重力产生的钟摆力实现降斜。据设计井眼轨道要求的井斜角大小，设计设计，便可改变钟摆力的大小。，便可改变钟摆力的大小。 造斜钻具造斜钻具

41、用于从直井段沿一定的方位钻出斜井段。用于从直井段沿一定的方位钻出斜井段。增斜钻具增斜钻具用于增加用于增加斜井段待钻部分的井斜角。斜井段待钻部分的井斜角。所有的造斜钻具都可作为增斜钻具使用。所有的造斜钻具都可作为增斜钻具使用。常用常用的造斜钻具组合为弯接头的造斜钻具组合为弯接头+井下动力钻具、各种弯外壳井下动力钻具（包括井下动力钻具、各种弯外壳井下动力钻具（包括导向钻井系统）。导向钻井系统）。 （几何几何）地质导向钻井系统）地质导向钻井系统由钻头、导向马达、由钻头、导向马达、无线随钻测井仪无线随钻测井仪、无线、无线随钻测斜仪和地面计算机系统组成。特点：不需要起下钻就可连续完成造随钻测斜仪和地面计

42、算机系统组成。特点：不需要起下钻就可连续完成造斜、增斜、降斜、扭方位、稳斜钻进，有利于提高钻进速度和控制井眼轨斜、增斜、降斜、扭方位、稳斜钻进，有利于提高钻进速度和控制井眼轨道，且可随时测得地层参数，以便及时修改地质设计和井眼轨道。道，且可随时测得地层参数，以便及时修改地质设计和井眼轨道。47 （1）钻柱的材质）钻柱的材质 钻柱的各个组成部分均由优质合金钢或优质铝合金制造。钻柱的各个组成部分均由优质合金钢或优质铝合金制造。API标准中，标准中，规定钻杆的钢级有规定钻杆的钢级有D级、级、E级、级、95（X）级、）级、105（G）级和）级和135（S）级）级共五种。其中共五种。其中X级、级、G级和

43、级和S级钻杆为高强度钻杆；钻铤和方钻杆的钢级级钻杆为高强度钻杆；钻铤和方钻杆的钢级为为AISI4145和和AISI4150。 （2）钻柱的物理机械性能）钻柱的物理机械性能 钻杆的强度数据主要包括钻杆外径、壁厚、名义质量、材质、扭力屈钻杆的强度数据主要包括钻杆外径、壁厚、名义质量、材质、扭力屈服强度、服强度、 按最小屈服强度计算的最小抗拉力、最小抗挤压力、抗内压力按最小屈服强度计算的最小抗拉力、最小抗挤压力、抗内压力等；钻挺规范数据主要包括外径、内径、长度、质量、紧扣扭矩等。等；钻挺规范数据主要包括外径、内径、长度、质量、紧扣扭矩等。 具体数据可查阅有关手册或具体数据可查阅有关手册或API公报。

44、公报。1.钻柱的物理机械性能钻柱的物理机械性能 二、二、钻柱的物理机械性能及强度校核钻柱的物理机械性能及强度校核 48 （3）钻柱的破坏）钻柱的破坏 统计资料说明，绝大多数钻柱的损坏有：统计资料说明，绝大多数钻柱的损坏有： 1）钻柱的疲劳破坏。疲劳破坏是构件在交变应力的长期作）钻柱的疲劳破坏。疲劳破坏是构件在交变应力的长期作用下所发生的破坏。主要有三种形式：用下所发生的破坏。主要有三种形式：纯疲劳、伤痕疲劳和腐纯疲劳、伤痕疲劳和腐蚀疲劳蚀疲劳。纯疲劳破坏没有任何可见的先天起因。从受力分析中。纯疲劳破坏没有任何可见的先天起因。从受力分析中可知道，钻杆承受拉伸、压缩、扭转和弯曲循环应力，但其中可知

45、道，钻杆承受拉伸、压缩、扭转和弯曲循环应力，但其中拉压的交替作用是最危险的应力。钻杆在弯曲井眼中旋转时，拉压的交替作用是最危险的应力。钻杆在弯曲井眼中旋转时，弯曲循环应力是造成疲劳破坏的主要因素。弯曲循环应力是造成疲劳破坏的主要因素。 靠近钻铤部分的钻杆易发生疲劳破坏靠近钻铤部分的钻杆易发生疲劳破坏是因钻杆的刚度远小于是因钻杆的刚度远小于钻铤，即使是较小的压力也易发生弯曲。钻杆的最大应力常发钻铤，即使是较小的压力也易发生弯曲。钻杆的最大应力常发生在加厚部位的末端，这是因为接头与加厚部位的刚度大于本生在加厚部位的末端，这是因为接头与加厚部位的刚度大于本体部分，在截面变化的部位形成了体部分，在截面

46、变化的部位形成了交变应力交变应力作用的薄弱环节。作用的薄弱环节。这就是多数钻杆的这就是多数钻杆的破坏发生在距接头破坏发生在距接头1.2m范围以内的原因范围以内的原因。49 钻柱表面造成钻柱表面造成伤痕疲劳伤痕疲劳破坏的表面损伤有：卡瓦的咬痕破坏的表面损伤有：卡瓦的咬痕和擦伤、大钳的咬痕、旋扣链钩的咬痕和擦伤、印模记号、和擦伤、大钳的咬痕、旋扣链钩的咬痕和擦伤、印模记号、橡胶保护器所造成的沟槽、电弧的灼伤、地层岩石和井下金橡胶保护器所造成的沟槽、电弧的灼伤、地层岩石和井下金属碎屑造成的刻痕。属碎屑造成的刻痕。 在井深时，整个钻柱的重量很大，卡瓦在钻杆上的沟槽在井深时，整个钻柱的重量很大，卡瓦在钻

47、杆上的沟槽特别具有危险性，即使很小心地使用卡瓦，也很难避免。因特别具有危险性，即使很小心地使用卡瓦，也很难避免。因此在井深时不使用卡瓦而用吊卡代替。此在井深时不使用卡瓦而用吊卡代替。 腐蚀疲劳腐蚀疲劳是金属在腐蚀环境中的疲劳，这是钻柱失效的是金属在腐蚀环境中的疲劳，这是钻柱失效的常见原因。常见原因。 腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是指金属表腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是指金属表面与腐蚀介质产生化学作用而引起的腐蚀；电化学腐蚀是金面与腐蚀介质产生化学作用而引起的腐蚀；电化学腐蚀是金属与电解质溶液接触，产生电化学作用引起的腐蚀，特点是属与电解质溶液接触，产生电化学作用引起的腐蚀，

48、特点是在整个腐蚀反应中有电流产生。在整个腐蚀反应中有电流产生。50 2）钻杆的氢脆破坏）钻杆的氢脆破坏 现场实践中发现，金属管材在现场实践中发现，金属管材在介质中工作一段时介质中工作一段时间后突然出现裂缝，发生严重的破坏。这是由于硫化氢的腐间后突然出现裂缝，发生严重的破坏。这是由于硫化氢的腐蚀和脆化的结果，这种破坏称为蚀和脆化的结果，这种破坏称为氢脆氢脆。防止氢脆可采用。防止氢脆可采用与与两种措施。两种措施。 为了防止硫化氢侵入钻井液，应保持一定的为了防止硫化氢侵入钻井液，应保持一定的钻井液密度钻井液密度，防止地层流体的侵入。根据井下可能遇到的温度，不采用在防止地层流体的侵入。根据井下可能遇到

49、的温度，不采用在此高温下可能分解的钻井液处理剂，或避免使用含硫原油或此高温下可能分解的钻井液处理剂，或避免使用含硫原油或含硫化物的钻井液处理剂。含硫化物的钻井液处理剂。 为了控制腐蚀速度，应保证钻井液有为了控制腐蚀速度，应保证钻井液有较高的较高的PH值值，使硫，使硫化物处于非活性状态，以减弱腐蚀作用。常用的方法是在钻化物处于非活性状态，以减弱腐蚀作用。常用的方法是在钻具内壁涂以塑料保护膜、在钻井液中加入缓蚀剂、用化学剂具内壁涂以塑料保护膜、在钻井液中加入缓蚀剂、用化学剂处理钻井液使硫化物以惰性状态沉淀、用油基钻井液钻井。处理钻井液使硫化物以惰性状态沉淀、用油基钻井液钻井。 512.钻柱所受载荷

50、种类钻柱所受载荷种类 钻柱的运动状态很复杂，它在井眼内的旋转运动钻柱的运动状态很复杂，它在井眼内的旋转运动形式可能有四种：形式可能有四种： 自转自转钻柱象一根柔性轴绕自身轴线旋转钻柱象一根柔性轴绕自身轴线旋转 公转（涡动）公转（涡动）钻柱象一个刚体绕井眼轴线旋转并沿井壁滑动钻柱象一个刚体绕井眼轴线旋转并沿井壁滑动 公转与自转的结合公转与自转的结合 整个钻柱或部分钻柱作无规则的旋转摆动整个钻柱或部分钻柱作无规则的旋转摆动52 （l）轴向力）轴向力 起下钻过程中，由于自重的作用，起下钻过程中，由于自重的作用，整个钻柱受整个钻柱受拉力拉力，井口处的拉力最大，井口处的拉力最大，愈向下拉力愈小。钻柱在钻

51、井液中，还愈向下拉力愈小。钻柱在钻井液中，还受到钻井液的受到钻井液的浮力浮力，浮力的方向正好同，浮力的方向正好同拉力的方向相反，减小了钻柱上部的拉拉力的方向相反，减小了钻柱上部的拉力。在起下钻时，钻柱与井壁间有力。在起下钻时，钻柱与井壁间有摩擦摩擦力力，此摩擦力在起钻时增加上部钻柱的，此摩擦力在起钻时增加上部钻柱的拉伸载荷；在下钻时，摩擦力减轻了上拉伸载荷；在下钻时，摩擦力减轻了上部钻往所受拉力。部钻往所受拉力。53（2）弯曲应力）弯曲应力 当钻柱处于弯曲井眼中或受压弯曲当钻柱处于弯曲井眼中或受压弯曲时，钻柱受到弯曲力矩的作用。当钻时，钻柱受到弯曲力矩的作用。当钻往自转时，则产生交变弯曲应力。

52、往自转时，则产生交变弯曲应力。 （3）离心力）离心力 钻柱绕井眼轴线公转时，产生离心钻柱绕井眼轴线公转时，产生离心力，促使钻柱发生弯曲。力，促使钻柱发生弯曲。54 （4）扭矩）扭矩 当用转盘旋转钻进时，当用转盘旋转钻进时，由于转盘带动钻柱、钻由于转盘带动钻柱、钻头旋转，并克服钻柱与井壁的摩擦，使钻头破碎岩头旋转，并克服钻柱与井壁的摩擦，使钻头破碎岩石，因此钻柱内有扭矩存在，并且钻柱承受的扭矩石，因此钻柱内有扭矩存在，并且钻柱承受的扭矩在井口处最大，钻头处最小；在井口处最大，钻头处最小； 当用井下动力钻具钻进时，当用井下动力钻具钻进时，由于钻头旋转给钻由于钻头旋转给钻柱施加反扭矩，所以钻柱内仍然

53、有扭矩存在，并且柱施加反扭矩，所以钻柱内仍然有扭矩存在，并且钻柱承受的扭矩在钻头处最大，越往上越小。钻柱承受的扭矩在钻头处最大，越往上越小。55 （5）纵向振动）纵向振动 钻进时钻头的转动（特别是牙钻进时钻头的转动（特别是牙轮钻头），引起钻柱的纵向振动。纵轮钻头），引起钻柱的纵向振动。纵向振动与钻头结构、岩石性质、钻压、向振动与钻头结构、岩石性质、钻压、转速等因素有关。转速等因素有关。 当钻头的转速和钻柱固有振动当钻头的转速和钻柱固有振动周期周期时，就产生共振时，就产生共振现象，称为跳钻。严重的挑钻，会使现象，称为跳钻。严重的挑钻，会使钻柱弯曲、磨损增快，以致迅速疲劳钻柱弯曲、磨损增快，以致迅

54、速疲劳破坏和严重影响钻头使用寿命。破坏和严重影响钻头使用寿命。56 （6）扭转振动）扭转振动 由于钻头破碎岩石时井底反扭矩由于钻头破碎岩石时井底反扭矩的变化，引起钻柱的周向振动，如憋的变化，引起钻柱的周向振动，如憋钻。钻。它和钻头的结构、岩石性质、钻它和钻头的结构、岩石性质、钻压和转速等因素有关。压和转速等因素有关。 （7）横向振动）横向振动 当用转盘旋转钻进时，由于钻柱当用转盘旋转钻进时，由于钻柱偏心或钻柱绕并眼轴线公转诱发钻柱偏心或钻柱绕并眼轴线公转诱发钻柱的横向振动。的横向振动。它和下部钻具组合、钻它和下部钻具组合、钻头的结构、岩石性质、钻压和转速等头的结构、岩石性质、钻压和转速等因素有

55、关。因素有关。57 （8）动载）动载 在起下钻中，由于钻柱运动速度的变化，会引起纵向在起下钻中，由于钻柱运动速度的变化，会引起纵向动载，在钻柱中产生纵向瞬时交变应力，动载的动载，在钻柱中产生纵向瞬时交变应力，动载的有关。有关。 （9）钻往与井壁的正压力和摩擦力）钻往与井壁的正压力和摩擦力 由于有井斜和曲率的存在，承受重力和拉力作用的钻由于有井斜和曲率的存在，承受重力和拉力作用的钻柱与井壁之间就有正压力存在。钻柱运动时，存在摩擦力。柱与井壁之间就有正压力存在。钻柱运动时，存在摩擦力。 总之，作用在钻柱上的载荷，沿钻柱的全长变总之，作用在钻柱上的载荷，沿钻柱的全长变化，受力严重的部位是：化，受力严

56、重的部位是： 下部钻柱受压情况严重，同时有扭矩和弯曲力下部钻柱受压情况严重，同时有扭矩和弯曲力的作用；起钻时，井口处受到最大轴向拉力。的作用；起钻时，井口处受到最大轴向拉力。 58NWV1 N N d V2WaN59（1）钻柱组合设计）钻柱组合设计 l）钻挺的确定（外径、内径、钻压）钻挺的确定（外径、内径、钻压）从提供钻压的角度，钻从提供钻压的角度，钻铤的外径越大内径越小越好，但钻铤的外径受井径的限制，还铤的外径越大内径越小越好，但钻铤的外径受井径的限制，还须留有一定的环形空间以便钻井液返出，而钻铤的内径还须保须留有一定的环形空间以便钻井液返出，而钻铤的内径还须保证钻井液顺利通过。钻铤的长度须

57、充分满足钻压的需要。证钻井液顺利通过。钻铤的长度须充分满足钻压的需要。 2）钻杆的确定）钻杆的确定 钻杆既要有足够的强度，保证钻进时不致发钻杆既要有足够的强度，保证钻进时不致发生断裂生断裂，又要尽量细轻又要尽量细轻，保证钻井液的正常循环和减少能量消耗保证钻井液的正常循环和减少能量消耗. 3）钻挺的安放位置）钻挺的安放位置 钻井斜较小的井段时，钻井斜较小的井段时，提供钻压的钻挺提供钻压的钻挺直接安放在下部钻具上部，采用钟摆、满眼或塔式结构；直接安放在下部钻具上部，采用钟摆、满眼或塔式结构；钻井钻井斜较大的井段或水平井段时，斜较大的井段或水平井段时，钻挺放在井斜较小的井段，大斜钻挺放在井斜较小的井

58、段，大斜度井段或水平井段则用承压钻杆与下部钻具连接。度井段或水平井段则用承压钻杆与下部钻具连接。3.钻柱受力分析与强度校核钻柱受力分析与强度校核60 （2）钻柱受力分析与强度校核）钻柱受力分析与强度校核 为了使钻柱在不同的工作条件下为了使钻柱在不同的工作条件下能安全地工作，需计算钻往内部的各能安全地工作，需计算钻往内部的各种载荷和应力，作为合理设计和校核种载荷和应力，作为合理设计和校核强度的依据。强度的依据。 钻柱主要承受钻柱主要承受轴向拉压载荷、扭轴向拉压载荷、扭矩、弯矩、内外压力等四种载荷。矩、弯矩、内外压力等四种载荷。 61 当钻柱所受的轴向压力小于一定值时，钻柱躺当钻柱所受的轴向压力小

59、于一定值时，钻柱躺在井壁下侧，呈直线状态；当轴向力大于一定值时，在井壁下侧，呈直线状态；当轴向力大于一定值时，钻柱就发生正弦屈曲；当轴向力继续增大时，钻柱就会发生钻柱就发生正弦屈曲；当轴向力继续增大时，钻柱就会发生螺旋屈曲。钻柱屈曲后，钻柱与井壁的压力、摩擦力急剧增螺旋屈曲。钻柱屈曲后，钻柱与井壁的压力、摩擦力急剧增加，钻柱内的应力增加。加，钻柱内的应力增加。 4.钻柱的稳定性校核钻柱的稳定性校核bippzbippzbipbippzrEIqFrEIqFrEIqrEIqFsin22sin2sin22sin2杆管柱处于未失稳状态杆管柱处于未失稳状态杆管柱处于正弦屈曲状态杆管柱处于正弦屈曲状态杆管柱

60、处于螺旋屈曲状态杆管柱处于螺旋屈曲状态6263 井眼轨道控制是钻井工作中的一项重要工作。在石油开井眼轨道控制是钻井工作中的一项重要工作。在石油开发的早期，对井眼轨道控制并不严格。发的早期，对井眼轨道控制并不严格。 上世纪上世纪20年代末期，年代末期，人们发现了钻井过程中井眼弯曲问人们发现了钻井过程中井眼弯曲问题并认识到要钻绝对直的井是不可能的，并逐渐认识到了井题并认识到要钻绝对直的井是不可能的，并逐渐认识到了井斜的危害。斜的危害。上世纪上世纪40年代末至年代末至50年代初期，年代初期，防斜成为钻井技防斜成为钻井技术领域所关注的问题。术领域所关注的问题。 后来，后来，利用井斜钻成了定向井、水平井