摩阻扭矩计算.ppt

摩阻扭矩计算 第1页，共9页。 摩阻扭矩的计算 1. 主要模型 根据是否考虑管柱刚性力可将现有的摩阻扭矩计算模型分为三种：软模型、硬模型和半软半硬模型； 不管哪种计算模型其核心都是通过合理地假设以便求出管柱与井壁的接触正压力，从而求出摩阻扭矩； 相同的模型，采用不同的计算方法，需要的假设条件也不一样，有的计算方法需要假设管柱与井眼轴线形状一致，且与井壁连续接触；有的计算方法需要假设管柱与井壁的接触位置；还有的计算方法需要的假设较少。 第2页，共9页。 摩阻扭矩的计算 2. 软模型的假设条件 管柱类似于软绳，其刚性很小，可以忽略； 管柱与井眼轴线形状完全一致，且与井壁连续接触； 井壁为近似刚性的； 忽略管柱和井眼局部形状如钻杆接头、扶正器、井径扩大等对摩阻扭矩的影响； 忽略钻柱动态因素的影响。 第3页，共9页。 摩阻扭矩的计算 3. 软模型的计算步骤 根据井眼轨迹测斜数据或分点计算数据将管柱分为相应的计算单元(微元)； 对于每个微元来说，它的单位长度的浮重是已知的，只要知道微元的下端轴向力就可以计算出该微元的接触正压力、摩阻摩扭和上端轴向力； 最下面一个微元的下端轴向力就是钻压或为零，这样自下而上逐个微元进行计算就可以计算出整个管柱的摩阻扭矩和大钩载荷。 第4页，共9页。 摩阻扭矩的计算 4. 软模型的管柱微元受力分析 右图所示，1平面为管柱微元所在的斜平面，2平面为过微元中点切线方向的铅垂面 以微元中点为原点，分别以中点的切线、主法线和副法线方向为三个坐标轴的方向建立微元随动坐标系(et ,en ,eb)； 第5页，共9页。 摩阻扭矩的计算 4. 软模型的管柱微元受力分析 将重力向随动坐标系三个坐标轴方向上分解，则有： 第6页，共9页。 摩阻扭矩的计算 4. 软模型的管柱微元受力分析 根据管柱微元的合力在三个坐标方向上均为零列平衡方程，则有： 上述方程组中有3个独立未知数T1，Nn, Nb，3个方程3个未知数，故可以求解。 第7页，共9页。