1)扭矩/摩阻操作模式。管柱的旋转对扭矩和摩阻有很大的影响。如果管柱以旋转的方式下入井筒中,那么轴向上的摩擦力会变的非常小。这是因为摩擦阻力导致在钻杆表面上某点的速度矢量反方向力。如果管柱边旋转边向轴向运动,相对于井筒管柱的速度是两个向量的和—轴向速度和旋转速度。
井底管柱的限制条件依赖于被模拟的操作。当管柱正准备下入井筒中(下钻或者钻进),那么钻柱的底部处于压缩状态。当管柱起出井筒时,底部的钻柱处于拉伸状态。对于钻进或钻柱旋转,在底部的钻柱扭转的负荷值模拟出了从钻头到BHA的扭矩。对于每一种模拟操作,下面列出了影响底部管柱的条件范围因素。
1)屈曲模型选项。为评估正弦和螺旋屈曲准则提供了三种模型,请选择其一。这些模型基于各自使用不同的推导和假设而产生了不同的结果。
2)扭矩/摩阻的设计系数。设计的系数包含了抗拉和抗扭强度限制的计算。这些都是按照管子强度的比率来加载的。例如,2.0的设计系数意味着他的工作范围将被设置在最终拉应力和扭力极限的一半。
选择“考虑螺旋屈曲摩擦力”是考虑到压缩力引起螺旋屈曲。这些力的径向部分推钻柱靠近井壁。额外的侧向力将会导致摩擦力的增加。如果摩擦力很大,那么钻具很容易自锁。
选择“考虑弯曲刚度”是考虑到井眼轨迹曲线部分的钻具刚度的影响。传统的软绳扭矩和摩阻的模型假设了钻柱上的载荷仅仅产生于重力的效果,而钻柱的摩擦力是由钻柱与定向井眼井壁之间的接触产生的。如果您没有勾选这个操作,那么程序默认使用软绳模型(如果钻具的刚度不会影响计算)。对于一个短半径的定向井,如果钻柱具有高的抗弯刚度,在井眼和钻柱之间的产生的法向应力是非常巨大的,这个抗弯刚度效果是不能忽视的。如果您考虑到钻柱的刚度,请勾选这个操作,在扭矩和摩阻计算中包含抗弯刚度的影响。
钻柱扭矩/摩阻模型的输出包含以下三个结果标签:
1、小结—显示关键屈曲参数的值。
2、图形/表—一个典型的DrillNET软件多功能输出窗口,允许一个或者多个图形的输出。
3、扭矩/摩阻图—结果与深度扭矩/摩阻的多参数对比图。
在勾选了所需要的曲线后,扭矩/摩阻曲线图表只会显示您仅选择的项目,这样允许用户生成自己喜好的曲线图表。
2)扭矩/摩阻敏感性变量。在“计算设置”下选择一个参数来改变他而其他的参数保持恒定。为选择的参数变化的范围输入最大、最小值。其他参数使用的常量被分配给默认值,在主要的输入页面相对应的参数也被分配默认值。
为了分析敏感度,所考虑的参数在定义的范围内变化,每一步执行一次增量增加和计算操作。
3)摩擦系数和重量校正提示。对于钻柱的个别部分,这些下拉列表框帮助回调摩擦系数和校正重量数据。如果您点击了列表中任何的管柱部分,相对应的摩擦系数或者校正管柱的重量将会从主要的窗口复制到敏感性变量的输入表单中。
14.2.3安全余量分析窗口
安全余量分析窗口通过点击
1)安全余量的结果。所有数据被输入以后,点击【计算】按钮开始顺序动态计算。当动画终止时,与极限条件下的曲线接触的第一个点被描述在窗口顶部的文本框中(管柱的某段、对应的深度和载荷)。在地面和钻头上的相对应的条件被总结在【计算】按钮之上的输出表单中。
图形为钻柱和管柱当前的载荷状态显示了明确的极限范围。当程序执行计算操作,钻柱曲线(蓝色)将会逐渐向右侧移动(拉伸与扭转),或者朝向左侧(屈曲)移动,直到他接触到极限条件下的曲线。
2)安全余量检查选项。考虑到四种不同的状态,对于任意单独的操作模式,除了一个可用其他三个都不能使用。选择其中一个可用的参数,点击【计算】来执行这个分析操作。
3)安全余量边界条件。启动扭矩和摩阻的边界条件,您也可以直接指定扭矩和摩阻。如果您没有合适的值,那么这个数据可以从零开始。
在连续计算中,扭矩的增量和轴向载荷的增量的值,他是扭矩或者重量对于每一次计算所需要的增量值。
14.2.4屈曲分析窗口
通过点击
您可以通过输入一个新的值到“底部载荷”文本框中来改变BHA上的载荷(例如:钻压)。
底部载荷变化
底部载荷变化分析被用来评估钻压的改变对钻柱在屈曲状态的影响。这项功能可以用来确定在管柱开始屈服前(或者超出设备能力的极限),有多少储存的能量对于钻头是可用的。
地面负荷、底部负荷(钻压)和重量的增量都被显示出来。每一次您点击
14.2.5滑轮分析窗口
在指重表度数和实际操作的载荷上,为了计算滑轮效率系统提供了一个特殊的功能。在指重表的度数和滑轮效率上计算实际起下钻的载荷。通过点击
指重表读数
如果指重表读数和滑轮效率已知,指重表读数计算器可以用来评估实际的起下钻载荷。从下拉列表框中选择绳数。根据您的喜好,选择“摩擦”或者“无摩擦”。对于无摩擦的情况,死绳是固定的,钻机的晃动假设在死绳滑轮上消除任何残留的摩擦力。这些运动会引起死绳滑轮的轻微旋转,并且导致一些摩擦力(这是选择“摩擦”的情况下)。
在所有参数输入后,点击【计算】按钮。点击【敏感性图形】来浏览滑轮效率与实际载荷之间的关系。
图示
一副示意图显示了在滑轮效率计算中被使用参数的定义。

《本章结束》
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