128 水平井特点一、由垂直井眼变成倾斜（水平）井眼带来的特性 1、钻具贴井壁，受力状况发生变化从造斜段开始，钻具受力状况相对直井发生了根本的变化。①造斜段：由于斜井段钻具的斜向拉力造成此处钻具被＂拉向＂上井壁。造斜点较高的井可明显在井口出现钻具向定向方向的＂偏移＂。随着井深增加，造斜点以下钻具重量随着造斜率的增大，在造斜段出现的侧向力F 侧 随之增大、 起下的摩阻增大，随着时间的延长，起下钻和转动在此处形成键槽。图１②斜井段：由于钻具自重，钻具＂躺在＂下井壁，对井壁侧压力的增大，带来磨阻（起下）和扭矩的增大（旋转）。图２③钻头的受力变化出现侧向分力，当使用增斜钻具结构时，由于近钻头扶正器的＂支点＂作用而产生向高边的侧向力；使用降斜组合时，由于＂钟摆力＂作用而向低边产生侧向力；由于下部钻具结构和钻头重力作用，始终产生＂降斜趋势，需用刚性组合来保持井斜的稳定或大于此趋势产生增斜力。129 2 、偏心环空和岩屑床国外专家和＂七五＂攻关项目中刘希圣教授等专家研究表明，由于斜井钻具偏向下井壁而形成了＂偏心环空＂，岩屑的沉降，运移与直井相比发生了根本的变化，岩屑出现向井壁径向沉降的趋势，由于偏心环空流速的不均匀，在下井壁形成岩屑床，在一定条件下还会发生岩屑床的滑移、堆积。给大斜度、水平井施工带来威胁，如何正确认识此特点和采取相应的措施是定向井，尤其是大斜度井、水平井成功与否的关键。130 图５研究的主要结论有：①偏心环空场中，大环隙处流速大，小环隙处流速小，促使岩屑床的产生。②岩屑床厚度随流速的减少和井眼斜度的增加而增加，但倾角大于一定值后，其岩屑床厚度基本保持不变。③环空岩屑浓度在临界角（30° ≤ θ ≤60° ）范围内最大。环空岩屑浓度随流速的增加而降低。注：对临界角的界限，有人认为35° ～ 70° ，但总的范围是相近的。③当井眼倾角处于临界倾角范围内时，由于岩屑床的形成及滑移，岩屑势必下滑堆积。容易造成钻具的阻卡。④各倾角都存在一个＂临界流速＂。当环空流速大于该临界流速时，理论认为不会产生岩屑床。⑤流体粘度升高导致岩屑床厚度降低，岩屑浓度降低，提高了岩屑输送效果。下面就斜井几种状态下的井屑运动方式做一分析：以临界角为界把斜井分为三种类型：第一种：小于临界角的范围（＜30° ），只有垂直沉降，而无径向沉降。 vs 为垂直沉降速度，vsr 为径向沉降速度，vsa 为轴向沉降速度。 Vs 图６－１ V...
