基于有限元法的套管钻井套管稳定器设计

摘要

套管钻井技术作为一项新的钻井技术，在国内外已得到了广泛现场应用。套管钻井中套管稳定器与钻具稳定器作用类似，可以起到扶正套管柱、减小接箍磨损、减小井斜等作用，国内目前还没有关于套管钻井专用稳定器的针对性研究与现场使用。通过分析钻柱稳定器和国外套管钻井稳定器的外形特点，设计套管钻井套管稳定器的整体结构，从与钻井关系密切的结构强度、钻井液流场和岩屑上返三方面入手，利用有限元软件对不同尺寸套管钻井稳定器进行仿真模拟。对稳定器仿真结果进行多因素分析与优化，得到套管钻井套管稳定器的最优结构尺寸：本体部位尺寸及扣型与178 mm套管相同；螺旋棱外径240 mm，竖直高度400 mm，螺旋棱宽度50 mm，三条螺旋棱360°周向闭合，螺旋棱根部倒圆角半径为30 mm；上下引导段高度均为100 mm。