【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程领域，具体是一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法及系统。
技术介绍
1、连续油管作为一种高效的井筒作业装备，被广泛应用于钻完井工程中。尤其是在页岩气、致密油气等非常规油气资源开采中，开采井往往采用长水平段与大规模压裂改造相结合的技术手段来提高单井产能，连续油管是这些井施工过程中的关键工具，被用在射孔、压裂以及钻塞等工序中。连续油管缠绕在地面滚筒上被牵引机构送入井眼，因此连续油管在入井前就具有初始弯曲曲率。这就造成连续油管在长水平段延伸过程中易出现螺纹屈曲变形，而螺纹屈曲变形后连续油管受到的摩阻会明显增加，导致连续油管自重产生的推力无法克服摩阻，在这种情况下连续油管会产生锁止而在井眼中停止延伸，最终使得作业人员无法完成预定施工任务。除了初始弯曲曲率，长水平段井眼还容易产生沉砂使得连续油管在这种井眼清洁条件下受到更大的摩阻，也影响着连续油管的极限延伸距离。因此，在采用连续油管作业前，有必要考虑连续油管自身几何构型特征与井眼清洁情况的综合影响，将连续油管初始弯曲曲率与井眼摩擦系数相结合来分析连续油管在水平井眼中的极限延伸距离，根据分析结果来进行施工参数优选以及施工工序优化。而目前还缺乏一种能够结合连续油管初始弯曲曲率与井眼摩擦系数影响的水平井眼中连续油管极限延伸距离分析方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法，包括如下步骤：
2、步骤一，获取连续油管参数、目标井井身结构以及井眼
3、步骤二，根据连续油管初始弯曲曲率范围以及摩擦系数范围分别得到初始弯曲曲率集合与摩擦系数集合，根据得到的初始弯曲曲率集合与摩擦系数集合形成迭代计算流程，在每次迭代计算中根据最大推力、初始弯曲曲率取值、摩擦系数取值计算连续油管的极限延伸距离，并保存对应的初始弯曲曲率、摩擦系数以及极限延伸距离；
4、步骤三，基于保存的对应的初始弯曲曲率、摩擦系数以及极限延伸距离生成连续油管水平井眼极限延伸距离图版。
5、进一步的，所述的连续油管参数包括外直径、内直径、空气中线重和弯曲刚度。
6、进一步的，所述的目标井井身结构包括井眼的内直径与长。
7、进一步的，所述的设定连续油管水平段管柱可获得的最大推力，包括：将目标井水平段以上连续油管的重力等同于可施加的最大推力，得到连续油管在延伸过程中可在水平井眼起始端施加的最大推力 f max。
8、进一步的，所述的根据连续油管初始弯曲曲率范围以及摩擦系数范围分别得到初始弯曲曲率集合与摩擦系数集合，包括：
9、在设定初始弯曲曲率范围与摩擦系数范围的基础上，将初始弯曲曲率范围与摩擦系数范围分别按照设定步长进行划分，划分完成后分别形成初始弯曲曲率集合与摩擦系数集合；所述的始弯曲曲率集合包括 n c个值；所述的摩擦系数集合包括 n f个值。
10、进一步的，所述的根据得到的初始弯曲曲率集合与摩擦系数集合形成迭代计算流程，包括：
11、步骤1：在初始弯曲曲率集合中取出第 i个值，其中 i=1,…, n c；在摩擦系数集合结合中取出第 j个值，其中 j=1,…, n f；
12、步骤2：将水平井眼设置一个长度 l，按照设定的长度 dl划分为 n段，每段为一个计算单元，共有 n个单元，在第一个单元轴向载荷输入值为 f 1in的条件下，采取逐段计算方式，每个单元基于轴向载荷输入值 f kin计算轴向载荷输出值 f kout， k= 1,…, n；上一个单元的轴向载荷输出值 f kout等于下一个单元轴向载荷 f k+1in输入值；
13、当某个单元计算出的轴向载荷输出值大于 f max时，从第一单元到该单元的长度和为连续油管在水平段的极限延伸距离 l max；令 k c为当前计算流程对应的连续油管初始弯曲曲率， μ为对应的井眼摩擦系数，得到计算单元对应的轴向载荷输出值为： f kout= f kin+ μ* w k n， w k n为该计算单元的接触力， w k n为：
14、
15、其中， r c为径向间隙，等于井眼内半径减去连续油管外半径； ei为连续油管弯曲刚度； q为连续油管线重； p h为导程， p h计算公式为；
16、步骤4：在步骤3计算完成后，保存初始弯曲曲率 k c、摩擦系数 μ、以及极限延伸距离 l max；
17、步骤5：重复步骤1至步骤4，直到将初始弯曲曲率集合与摩擦系数集合中每个值都参与计算。
18、进一步的，还包括水平本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法，其特征在于，所述的连续油管参数包括外直径、内直径、空气中线重和弯曲刚度。
3.根据权利要求2所述的一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法，其特征在于，所述的目标井井身结构包括井眼的内直径与长。
4.根据权利要求3所述的一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法，其特征在于，所述的设定连续油管水平段管柱可获得的最大推力，包括：将目标井水平段以上连续油管的重力等同于可施加的最大推力，得到连续油管在延伸过程中可在水平井眼起始端施加的最大推力Fmax。
5.根据权利要求4所述的一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法，其特征在于，所述的根据连续油管初始弯曲曲率范围以及摩擦系数范围分别得到初始弯曲曲率集合与摩擦系数集合，包括：
6.根据权利要求5所述的一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法，其特征在于，所述的根据得到的初始弯曲曲率集合与摩擦系数集合形成迭代计算流程，包
7.根据权利要求6所述的一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法，其特征在于，还包括水平井眼形态的影响：
8.一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析系统，其特征在于，应用权利要求1-7任一所述的一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法。
...【技术特征摘要】
1.一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法，其特征在于，所述的连续油管参数包括外直径、内直径、空气中线重和弯曲刚度。
3.根据权利要求2所述的一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法，其特征在于，所述的目标井井身结构包括井眼的内直径与长。
4.根据权利要求3所述的一种连续油管在水平井眼极限延伸距离的分析方法，其特征在于，所述的设定连续油管水平段管柱可获得的最大推力，包括：将目标井水平段以上连续油管的重力等同于可施加的最大推力，得到连续油管在延伸过程中可在水平井眼起始端施加的最大推力fma...
【专利技术属性】
技术研发人员：张健涛，严寒冰，秦东兴，蔚泽峰，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
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