煤层气多分支井完井管柱许可造斜率研究

"煤层气多分支水平井完井管柱许可造斜率设计" 本文主要探讨的是煤层气开采过程中，多分支水平井完井管柱的许可造斜率设计问题。在煤层气开采中，多分支水平井是一种常用的高效开采技术，它通过在主井眼中设置多个分支井眼，扩大了开采区域，提高了气田的采收率。然而，这种井眼结构在施工过程中，尤其是在造斜段，完井管柱会受到复杂的力学作用，包括弯曲、拉伸和压缩等。 作者们根据煤层气多分支水平井完井管柱在造斜阶段的受力特点，将管柱的变形过程划分为三个阶段：线弹性阶段、弹塑性阶段以及扁化变形（塑性流动）阶段。线弹性阶段是管柱在较小的变形范围内，遵循胡克定律，变形与应力成正比；弹塑性阶段则是在超过材料弹性极限后，管柱开始出现塑性变形，但仍能保持一定的形状；扁化变形阶段是管柱在大变形下发生显著的塑性流动，形状改变较大。 为了定量分析这些阶段的许可造斜率，作者运用了弹塑性大变形理论，建立了完井管柱承受弯矩与造斜率之间的计算模型，并据此推导出计算造斜段许可造斜率的公式。这个模型能够预测在不同工况下，管柱所能承受的最大造斜率而不至于损坏。 通过模拟计算和实际的室内实验数据对比，研究人员发现所建立的计算模型与实验结果有高度的一致性，表明该模型适用于实际工程应用。同时，他们还分析了完井管柱的外径、壁厚和屈服强度这三个参数对许可造斜率的影响。结果显示，随着管柱外径的增加，许可造斜率会降低；而随着壁厚和屈服强度的增加，许可造斜率也会提高。尽管壁厚的增加对许可造斜率的影响相对较小，但它仍然是一个重要的设计考虑因素。 该研究为煤层气多分支水平井的完井管柱设计提供了科学的依据，有助于优化井眼轨迹控制，确保施工安全，提高开采效率。通过精确计算许可造斜率，可以避免因过度造斜导致的管柱损坏，从而延长井的使用寿命，降低开采成本。此外，对于类似地质条件下的其他油气井或煤层气井，这些理论和方法也具有一定的参考价值。