Navigator软件说明书.docx

Navigator软件说明书2界面及操作

2界面及操作

本节包括如下内容:
2.1分析窗口
2.2选择基本数据
2.3摩阻系数
2.4作业模式
2.5其它钻井参数
2.6设计轨道扭曲
2.7套管扶正器配置
2.8单位系统
2.9菜单与工具栏
2.1分析窗口
TDFEA是一个单文档多窗口应用程序，所谓“单文档”是指用户每次可以打开一个摩阻扭矩分析文件，后缀名为.tdd,该文件保存了此分析窗口中用于摩阻和扭矩分析的输入数 据，比如井轨迹、钻具组合的选择，作业模式的选择，摩阻系数的输入和泥浆密度、钻压等 数据，保存下来的.tdd文件便于下次打开继续进行分析。
-个.tdd文件打开后就是一个分析窗口，因此涉及到的操作为:
新建新建一个tdd文件;
打开打开一个己存在的tdd文件;保存将当前的分析窗口中的数据保存为tdd文件;

保存将当前的分析窗口中的数据保存为tdd文件;
另专为将当前的分析窗口中的数据另存为一个tdd文件;
2.2选择基本数据
每个分析窗口的基本输入数据包括：井轨迹数据、井身结构数据、钻具组合数据，下面 分别进行介绍。
说明：
1.
TDFEA所使用的井轨迹、井身结构、钻具组合为用户存储在Navigator数据库中的数
据，因此只对保存的数据有效。当这些数据正在被相应的软件打开编辑时，请点击“保
存”，先将这些改动保存在数据库中，这样才能在TDFEA中被调用。否则TDFEA中打开
的仍为编辑前的数据O
2.
当用户希望对当前已经被TDFEA选择的井轨迹、井身结构、钻具组合数据进行编辑时,
请在相应的软件中编辑后保存，然后在TDFEA中点击相应的•••'按钮重新选择，这样新
的数据才可能被调用。
3.
当用户希望编辑当前已经被TDFEA选择了的井轨迹、井身结构或钻具组合数据时，请
选择“编辑”菜单中对应的项来启动相应的软件对数据进行编辑。

选择井轨迹
为井眼轨迹的数据，可以是设计轨道，也可以是实钻轨迹。轨迹数据的建立和产生由 Navigator软件完成，详细的过程请参考Navigator软件的相关文档。
点击“井轨迹”后面的二•梭钮，打开Navigator数据库，可选择数据库中任意井的设 计轨道或实钻轨迹用于分析。选中的轨迹名称后面将显示轨迹深度。

注意：这里输入的轨迹必须是完整的才可以正常计算。
所谓“完整”，即轨迹数据必须有始有终，起点从测深为0开始，终点的测深为最大。
用户在Navigator中建立的设计轨道和实钻轨迹，只要起点的测深从0开始，TDFEA都认为 轨迹数据完整。其中包括轨迹数据起点选择“接入点”（侧钻点），只要接入的轨道是从测深 0开始的，都认为数据完整。在轨迹设计中有一种情况，即轨迹起点选择“自定义”，输入 的起点测深不是从0开始的点，这种情况下，TDFEA将认为轨迹数据不完整。
选择井身结构
为井眼中套管和裸眼的组合。井身结构数据的建立和产生由NDS系统的WG Editor井 身结构编辑软件完成，详细的过程请参考WG Editor软件的相关文档。
点击“井身结构”后面的二•骸钮，打开Navigator数据库，可选择数据库中任意井的 井身结构用于分析。选中的井身结构名称后面将显示井身结构的深度。

选择的井身结构可以通过后面的组合•••!按钮进行分拆，在多层结构的井中可以方便地
配置一开、二开、三开等的井身结构，方便进行不同钻井阶段的钻柱受力分析。

如下图所示：左边的井身结构为WG Editor软件建立并保存在数据库中的完整的井身结 构，包括导管、表层套管、技术套管和油层套管，不考虑导管的安装，可认为是一口三开井。 当使用TDFEA对钻柱进行受力分析时，是不可能使用这个结构的，因为在钻井的不同阶段 井身结构是不同的。比如分析钻15,井眼的时候2000米处的钻柱受力，必须将该井身结构 组合成为右上角的图中所示的结构；当分析钻12.5,井眼的时候5000米处的钻柱受力，必须 将该井身结构组合成为右下角的图中所示的结构；因此，通过组合不同的井身结构，用户无 需修改该井的WG Editor井身结构，只需在这里进行相应的组合即可。
选择钻具组合
为钻柱的组合描述，一般情况下，钻柱的最下端为钻头，最上端为钻杆，钻头和钻杆之 间是由钻铤、稳定器等构成的BHA （底部钻具组合）。钻具组合数据的建立和产生由NDS 系统的BHA Editor钻具组合编辑软件完成，详细的过程请参考BHA Editor软件的相关文档。
TDFEA需要准确知道钻柱中每个钻具的形状和重量，才能准确地进行受力分析。因此 在进行分析之前，请仔细确认每个钻具的如下参数：
• 钻具实际线重；内径、外径尺寸。对于内外径有变化的钻具，比如钻杆、加重钻杆、稳定器、螺 杆等，还要准确描述明显凸起部分（如接头、叶片）的内外径尺寸、位置等；
• 单根钻具的长度、连续的根数（如钻铤、加重钻杆、钻杆等）；
• 材料级别（钻杆、套管的钢级）；
点击“钻具组合”后面的二•螭钮，打开Navigator数据库，可选择数据库中任意井的 钻具组合用于分析。选中的钻具组合名称后面将显示整个钻柱的长度。

在TDFEA中，并不要求钻具组合的长度与井轨迹和井身结构的深度相等。如果钻具长
度较长,系统自动根据计算的深度进行截取;如果钻具的长度不够，当用户点击 H计算按钮后，系统会弹出如下对话框提示用户，点击“是”后系统会自动将最上端的钻具（一般 是钻杆）自动延伸到井口。

2.3摩阻系数
摩阻系数的定义如下：使钻柱移动的力与钻柱和井壁的接触力之比。摩阻系数总是小于 1 （注：摩阻系数即摩擦系数，二者在本软件中表示同一概念）。
摩阻系数是一个“人造的”、“宏观的”系数，它考虑了各个方面的因素，包括非常复杂 的和没有必要花费精力去试验和建模的因素，主要包括：
• 地层摩擦力（如砂岩和页岩就相差很大）；
• 泥浆体系类型和钻井液的润滑性；
• 井眼清洁的效果（岩屑的体积/岩屑床的厚度）；
• 井身质量（螺旋型井眼或有台阶的井眼）；
• 套管内部的光滑度；
• 钻杆防磨带的质量以及其他更多的因素；
正因为摩阻系数包含的意义丰富，通过已钻井的实测结果来估算摩阻系数就非常必要
（详见3.4节）。在没有相关实测资料作参考的设计阶段，可以输入下面的经验系数，也可 以较准确地计算正常情况下的钻柱受力。

油基泥浆
酯类
水基泥浆
盐水
70/30
90/10
70/30
90/10
套管
0.23
0.14
0.17
0.14
0.29
0.34
页岩
0.24
0.17
0.15
0.12
0.27
0.27
砂岩
0.32
0.21
0.22
0.18
0.37
0.41

软件中定义了三个摩阻系数：滑动系数、旋转系数和总摩阻系数，它们分别用于表示不 同方向的摩擦力：轴向（钻柱的轴线方向）、切向（钻柱横圆的切线方向）和合力方向。
滑动摩擦系数（SFF）用于描述轴向摩擦力，是总摩擦力的轴向分量；
旋转摩擦系数（RFF）用于描述旋转摩擦力，是总摩擦力的切向分量；
总摩擦系数（TFF）,用于描述总摩擦合力；
从上图可以看出：
• 钻柱上某点的合速度Vr等于切向速度分量Vc （由旋转引起）和轴向速度分量Va （由钻速或起下钻引起）和矢量和。
• 摩擦力合力的方向假定为与合速度Vr方向相反，因此摩擦力分量应与合速度的分 速度成一定比例，摩擦力合力的大小等于正压力F与摩擦系数f之乘积，且矢量和 是一个定值。
-当切向分量增大时轴向分量必然降低，从逻辑上讲，随着钻柱旋转速度的增大，切向分量随之增大，轴向摩擦力则降低。
因此：
• 对于纯旋转，比如旋转钻进（机械钻速非常慢）或空转的时候，可认为只有旋转运 动而没有轴向滑动运动），因此SFF=O, RFF>0, TFF=RFF；对于纯滑动，比如滑动起下钻，可认为只有轴向运动而没有旋转运动，因此SFF>0, RFF=O, TFF=SFF；
• 既有旋转又有滑动的运动，比如划眼和倒划眼，或者机械钻速非常快的旋转钻进，则 SFF>0, RFF>0,
这样：
• 作业模式选择旋转，输入的总摩阻系数=旋转分量，滑动分量为0；
• 作业模式选择滑动起钻和滑动下钻，输入的总摩阻系数=滑动分量，旋转分量为0;作业模式选择划眼和倒划眼，输入的总摩阻系数按钻柱的滑动速度和旋转线速度进 行分解。当旋转线速度＞＞滑动速度，滑动分量约为0;
点击摩阻系数表格中“总系数”列的按钮，弹出“摩阻系数选取”对话框。

井壁类型有“套管”、“页岩”、“砂岩”、“其它”四种，前三种类型可对应四种泥浆类型, 与之相应选取前三种井壁类型和泥浆类型后摩阻系数自动修改。“其它”井壁类型无对应泥 浆类型，用户可自己填写摩阻系数。点击“确定”按钮后摩阻系数填写到摩阻系数表格按钮 所在单元格。
摩阻系数表格中还提供了右键菜单“清空行”功能，清空所选行的数据。
2.4作业模式
TDFEA中的作业模式包含了钻井施工中所遇到的全部作业方式，在界面上，一共提 供了七种，分别是：旋转钻进、滑动钻进、下钻、起钻、划眼、倒划眼和空转。下图描述了 各种作业模式的相互关系：

下表列举了各种作业模式的区别和对应关系:
作业模式
钻柱运动
钻头
归属
向上滑动
向下滑动
旋转
钻压
扭矩
旋转钻进

•
>0
>0
旋转
空转

•
=0
>=0
旋转
滑动钻进

•

>0
=0
滑动下钻
滑动下钻

•

=0
=0
滑动下钻
滑动起钻
•

=0
=0
滑动起钻
划眼

•
•
=0
>=0
划眼
倒划眼
•

•
=0
>=0
倒划眼
旋转钻进*

•
•
>0
>0
划眼
注：旋转和划眼模式都可以模拟旋转钻进，区别是划眼考虑了钻柱的向下滑动，因此当机械钻速较快的时 候，选择“划眼”可以更为精确地模拟旋转钻进。

2.5其它钻井参数泥浆密度：为井眼中泥浆的密度，泥浆密度的大小影响到钻具的浮重。
游车重量：为钻机的空载悬重。当使用转盘时，为游车、大钩、水龙头等设备的总重量; 当使用顶驱时，为游车、顶驱的总重量。在输入该值之前，请核实所选钻机所使用的这些设 备的重量。下表给出了兰石国民油井公司的机械驱动钻机的部分数据，可供参考。
钻机型号
ZJ30
ZJ40
ZJ50
ZJ70
名义钻深（m）
1600-3000
2500-4000
3500-5000
4500-7000
游车重（吨）

3.81
6.84
8.14
大钩重（吨）
4.59
2.18
3.41
3.50
水龙头重（吨）
2.57
2.57
3.46
3.46
总重量(吨)7.14|8.56|13.61|15.1
钻压：Weight of Bit (WOB)钻头与井底岩石的正压力，一般情况下施工的钻压为5 —
10吨；
钻头扭矩：Torque of Bit (TOB)为钻进过程中钻头破碎岩石所需的扭矩，在施工中， 可通过如下方法估算：旋转钻进的地面扭矩一空转时的地面扭矩；在设计的时候，可输入钻 头破岩扭矩，如下表：
钻头类型
8-1/2”
12-1/4"
牙轮
PDC
牙轮
PDC
平均扭矩(kN.m)
1
2
2
3.5
最大扭矩(kN.m)
2
6
6
10
钻头深度：为钻头所处的测深，也是井眼中钻柱的长度。在旋转和滑动钻进时，钻头深 度即当前钻深；在起下钻时，钻头深度的活动范围是【0,当前钻深】。
需要说明的是，“当前钻深”不是“完钻井深”。对于一口井来说，完钻井深是一个常量, 是这口井的最大井深，是设计或实钻的轨迹总长度；但当前钻深是一个变量，在施工周期内, 当前钻深是不断变化的，范围是【0,完钻井深】。
注意，在软件的任何界面中，都没有要求输入“当前钻深”，用户只需在使用的时候理 解存在这个概念就可以了。
2.6设计轨道扭曲若井轨迹为设计轨道，可勾选「扭曲 复选框进行轨道扭曲处理。
设计轨道是由完全光滑的直线和圆弧组成，而实际施工的轨迹是不可能这么光滑的，充 满了曲曲弯弯的局部小狗腿。当对设计轨道进行摩阻扭矩分析时，预测的扭矩和钩载的结果 常常比实际测量的低。这些扭矩与钩载的差异主要是由于实钻轨迹曲线的不规则造成的。因 此，软件提供了对设计轨道进行人为的扭曲的功能，扭曲后的设计轨道可以模拟出类似实钻 轨迹的效果。

点击菜单“设置一＞设置轨道扭曲...”，进入“轨道扭曲设置”窗口，可进行轨迹扭曲
目录目录2
软件产品许可协议1关于本说明书3
1.4版本更新说明41软件介绍6
1.1 TDFEA 是什么6
1.2TDFEA能做什么6
1.3TDFEA 的特点6
1.4系统需求72界面及操作8
2.1分析窗口9
2.2选择基本数据9
2.3摩阻系数13
2.4作业模式15
2.5其它钻井参数16
2.6设计轨道扭曲17
2.7套管扶正器配置19
2.8单位系统21
2.9菜单与工具栏233分析模式26
3.1强度校核26
3.2敏感分析27
3.3过程分析28
3.4摩阻系数计算294分析结果30
4.1结果窗口30
4.2图形窗口32
4.3报表345应用分析36
5.1三轴应力分析36
5.2屈曲分析38
5.3侧向力分析40
5.4抗拉强度校核41
5.5抗扭强度校核42
5.6 T套管可行性分析43
5.7起下钻大钩载荷/地面扭矩44参数进行调整。
轨迹扭曲可以按系统给定的缺省模式进行，即将设计轨道分为直井段和斜井段分别进行 扭曲幅度的设置，默认均为“小"（1。），用户可根据本地区井的实际情况修改扭曲幅度。 扭曲量级和幅度的对应关系如下表：

此外，用户可以自定义扭曲参数。勾选对话框左下角的“自定义”复选框，此时可以分 段输入扭曲幅度以及周期，最多允许输入5段，而且底部测深必须顺序增大。如果输入少于 5段，系统自动忽略底部测深为。起的行。
下面先对几个名字进行解释：
扭曲幅度：表示实钻轨迹与设计的偏差程度，如果与设计轨迹重合（即非常光滑），扭 曲幅度为0; 一般国内施工的井轨迹扭曲幅度在1-1.5度左右。如果施工质量差，则扭曲幅 度会更大。
周期：狗腿插入到轨迹中的间隔，默认值为30米，周期越小扭曲的频率越高。
对于定向井的施工,不同的井段轨迹扭曲的狗腿度是不一样的，一般直井段会相对光滑, 而造斜段会相对粗糙。所以软件提供了分段扭曲的功能。
底部测深：分段节点深度，每行的底部测深必须递增。
因为扭曲的计算模型采用了随机算法，在参数的范围内详细的轨迹数据会略有不同。 因此使用轨道扭曲后，TDFEA软件的计算结果也会略有不同。
2.7套管扶正器配置
TDFEA可计算下套管的摩阻和下套管可行性分析，这个功能是通过用户编辑套管柱作 为“钻具组合”来实现。用户可以通过两种途径将套管柱保存为“钻具组合”：
1) 在BHA Editor软件中手动编辑套管柱；
2) 在WG Editor软件中将套管柱“另存为BHA”；
套管柱的选择与钻柱的选择是一样的，系统会自动根据钻具中是否有套管来判断，但为了使用时不出现混乱，建议用户在名称钻具的名称中加以区分。

当“钻具组合''选择为套管柱时，窗口中会出现配置安钮，用来配置套管扶正器的
安放位置。
套管扶正器的配置方式采用以测深为标记进行布置，如针对下面的套管扶正器安放要 求:
套管程序
套管
尺寸
mm
钻头 尺寸
mm
井段
m
扶正器安放原则
扶正器数量/型号
生产套管
139.7
215.9
1255-2063
每4根安放一只弹 性扶正器
20/6140 弹性
1305-2063
每4根安放一只刚 性扶正器
19/4)140 刚性
对于下生产套管时，程序的套管扶正器设置对话框输入如下:

用户必须输入套管扶正器的测深范围，然后选择扶正器的类型，程序根据用户选择的扶 正器类型，自动添加扶正器的长度和尺寸。对于扶正器的安放数量，用户可以直接输入，也 可以按每几根安放一个扶正器的方式输入，程序根据测深范围自动计算数量，程序按最后用 户确定的扶正器数量进行计算。
用户输入的扶正器设置在关闭摩阻主程序后再次打开时，不会自动载入，因此，如果需 要保存扶正器设置，请点击对话框中的匚亟二］按钮，此时程序弹出如下所示的保存文 件对话框：

用户选择需要保存的文件名和制定文件保存目录，即可将套管扶正器配置文件保存在后 缀名为*.CSS的文件中。当下次需要使用该套管扶正器配置时，点击对话框中的 导入•…1按钮，可以弹出如下图所示的打开文件对话框，选择需要导入的配置文件，即可将配置导入 到对话框中。

需要注意的是，导入配置文件会自动将当前对话框中输入的配置覆盖。此外，对话框中 还有一个—活空—I按钮,可以将当前对话框中的配置清空。
当用户的套管扶正器配置输入完毕后，程序会根据扶正器的数量和种类，自动调整裸眼 段和套管段的摩阻系数，如果用户对程序自动调整的结果不满意，可以手动修改。
2.8单位系统
TDFEA软件采用了 NDS系统统一的单位系统机制，即将软件中所使用的各种数据的单 位进行分类，保存在不同的单位系统中，因此用户在切换数据单位的时候，只需更改单位系 统即可。
切换单位系统
有两种方式可以切换当前的单位系统：
• 点击工具栏中的“单位”，从下拉列表中选择；
- 点击菜单"设置一＞单位系统”，从子菜单中选择；
系统中预存了 “公制单位”、“英制单位”和“自定义1”三套单位系统，用户可以在此 基础上编辑自己所需的单位系统。
进入单位系统编辑器有两种方式可以进入“单位系统编辑器
- 点击菜单“工具一＞单位系统编辑”，进入“单位系统编辑”窗口；在桌面“开始一＞程序一 ＞Navigator Drilling Studio — ＞工具一＞单位系统编辑 器”，进入“单位系统编辑”窗口；
房单位系统编辑器-摩阻与扭矩分析 公制单位 英制单位

-摩阻与扭矩分析 公制单位 英制单位
添加单位
+水力判
国钻具组T删除单位 亩井身结
+欠平衡水力方折
重命名
单位类型
单位
显示精度
角度
deg
2 ~J
狗腿度
deg/100m
2|
力
Tonf
2
密度
g/cm3
3 7J
压力与应力
kPa
2 n
扭矩
kN.m
3
长度：
m
2~
直径
in
3
线重
kg/m
2~

kg
2|
体积j
m3
3J
机械钻速
m/hr
2 n
转盘转速
Rpm
0J
侧向力
Tonf/10m
3~

度
摩阻与扭矩分析

添加单位系统
系统已存在的单位系统都可以作为新单位系统的模板，这使新建单位系统的操作变得非 常方便。比如用户希望新建一个单位系统，基本与“公制单位”相同，只想把水眼尺寸和水 眼面积的单位改变一下，则可以“公制单位”作为模板，新建单位系统之后修改这两个单位 类型即可。
步骤：
1) 在窗口左边的树形列表中点击到“公制单位”，点击鼠标右键，在弹出的右键菜单中点 击“添加单位”；在弹出的“新建单位系统”窗口中输入新单位系统的名称；
2) 点“确定”按钮，即可生成与模板完全相同的单位系统；按用户需求修改好新建系统的单位；然后关闭单位系统编辑器，并保存。 修改单位系统
系统中预存了 “公制单位”、“英制单位"和“自定义1”三套单位系统，其中前两套作 为基础单位是不可修改的，“自定义1”及用户建立的单位系统可以修改。
修改的内容包括更换单位和设定精度。如希望将“自定义1”单位系统中的压力与应力 的单位由kPa改成mPa,精度取小数点后面3位。
步骤：
1) 在窗口左边的树形列表中，点击选择“自定义1”单位系统；在窗口右边的列表中，找到“压力与应力”行；在“单位”这一列中，选择“mPa”；
2) 在“精度”这一列中，选择“3”；4）关闭并保存修改。
由于软件中输入输出变量非常多，因此将相同类型的变量进行规类，就是“单位类型”, 下表描述了单位系统中的单位类型与变量的对应关系。
单位类型
对应的输入输出变量
角度
井轨道的井斜角、方位角等角度
狗腿度
井轨道的狗腿度、井斜变化率、方位变化率
力
钻压、大钩载荷、游车重量、轴向力、临界屈曲力等
密度
泥浆密度
压力与应力
弯曲应力、三轴应力、最小屈服应力等
扭矩
钻头扭矩、地面扭矩等
长度
井轨道测深、垂深、井眼长度、钻具长度等
直径
钻具内外径、井眼直径、钻头直径等
线重
钻具的线重（单位长度重量）
重量
钻具的重量
体积
体积
机械钻速
机械钻速（单位时间的进尺长度）
转盘转速
转盘转速（单位时间的圈数）
侧向力
侧向力
删除单位系统
步骤：
1）在窗口左边的树形列表中，选择要删除的单位系统名称；2）点击鼠标右键，在弹出的右键菜单中点击“删除单位”，弹出确认对话框;

2.9菜单与工具栏
“文件，，菜单
新建
新建一个分析窗口，新建一个空的・tdd文件
打开
打咛个己存在的.Idd文件，自动打开原来的分析窗口；
关闭
关闭当前的分析窗口；
保存将当前的分析窗口中的内容保存在.tdd文件中;
另存为
将当前的分析窗口中的内容另存为一个.tdd文件；
最近文档
列出最近打开的四个.tdd文件，点击可立即打开；
退出
退出TDFEA程序
“编辑”菜单
轨迹
用Navigator打开当前选择的轨迹进行编辑；
井身结构
用WG Editor打开当前选择的井身结构进行编辑；
钻具组合
用BHA Editor打开当前选择的钻具组合进行编辑；
“设置”菜单
单位系统
设置当前所采用的单位系统；
摩阻系数计算
设置“摩阻系数计算”的计算规则；
安全系数曲线
设置单点钻具强度校核的辅助曲线的警示比例；
设计轨迹扭曲
设置设计轨迹自动扭曲的幅度；
报表输出间隔
设置强度校核报表中，详细受力数据的输出间隔；
“查看”菜单
报表
在Excel中查看当前分析结果的数据报表；
图形
查看当前分析模式下的各个结果图；
工具栏
控制工具栏的显示/隐藏；
状态栏
控制状态栏的显示/隐藏；
“工具”菜单
单位系统编辑
打开单位系统编辑程序，编辑单位系统；
单位换算计算器
打开单位换算计算器程序，方便用户在不通单位系统之间换算单位；
“窗口”菜单
层叠
将当前程序中的多个窗口层叠放置；
平铺
将当前程序中的多个窗口平铺放置；
排列图标
将各个最小化子窗口的图标进行排列放置；
当前窗口列表
列出了程序中的窗口名称，点击确定活动窗口；
“帮助”菜单
帮助文档
点击进入在线帮助文档；
关于
显示软件产品信息和版本号；
工具栏：新建 新建一个分析窗口，同菜单“文件一新建”;打开

打开
保存
Ba
另存为
单位
图形
报表
帮助
打开一个己存在的.tdd文件，同菜单“文件一打开”；保存当前的分析窗口，同菜单“文件一保存”；
将当前的分析窗口中的内容另存为一个.tdd文件，同菜单“文件一另存为”;
选择切换当前单位系统，同菜单“设置一单位系统”；
选择计算结果的曲线图形进行分析，同菜单“查看一图形”；在Excel中查看当前分析结果的数据报表，同菜单“查看一报表”；
打开在线帮助文档，同菜单“帮助一帮助文档七
3分析模式
TDFEA提供四种分析模式，它们是：
3.1强度校核
3.2敏感分析
3.3过程分析
3.4摩阻系数计算3.1强度校核
该软件的“强度校核”功能，可对钻柱进行完整的受力和强度分析。通过模拟不同的作 业模式，结合给定的钻井参数（钻压、钻头扭矩和地面设备），对钻柱上从钻头到地面的各 个位置的力和位移进行计算（轴向力、扭矩、临界屈曲极限、抗拉强度、抗扭强度、侧向力、 弯曲应力、有效应力等）。计算的结果以图表和报表的形式显示。

强度校核按钮，点击进入强度校核功能。操作步骤如下：
1）在分析窗口中，选择井轨迹、井身结构、钻具组合；2）如果需要，通过组合• • •蛆置当前的井身结构；
3）输入泥浆密度（系统默认填入水的密度）、游车重量（为游车组的重量，详见2.5节）;4）输入摩阻系数，系统默认的系数套管段为0.2,裸眼段为0.3,用户可根据实际情况进 行修改；
5）选择作业模式；6）输入钻压、钻头扭矩、钻头深度（默认填入轨迹深度）；
7）如果是“划眼”和“倒划眼”模式，还要输入钻柱的起下速度（上下）和转盘（或顶 驱）的转速；8）点击—国计耸农钮；
9）“结果”窗口显示计算的摘要结果，若勾选了V弹出结果窗口 复选框，弹出独立的 结果窗口，独立窗口由结果概要和相关图形组成；10）点击工具栏 图形 和 报表 按钮，可以查看完整的强度校核结果；
11）菜单“设置一安全系数曲线”可设置图形中几条强度警示曲线的位置；从强度校核的图形中，可以分析：
• 轴向拉力与摩阻-钻柱受拉段的拉力，判断是否超出抗拉强度极限；临界屈曲载荷-判断钻柱的受拉和受压段，中和点的位置，表示屈曲开始发生；
• 扭矩损失-地面扭矩和扭矩沿井深的损失情况，判断是否超出抗扭强度极限；三轴应力分析-钻柱各位置的弯曲应力、Von Misese应力等，与最小屈服强度相比
较，判断是否超过钻柱的弹性极限；侧向力-突出钻柱和井壁的接触位置及接触力的大小；
• 摩擦阻力一钻头深度在某一范围内的摩擦阻力的变化。
3.2敏感分析
该软件的“敏感分析”功能，对不同的作业模式下用户给定的钻头所在测深位置时，进 行钻柱的受力以及摩阻扭矩的计算。用户可以用敏感分析模式，对比分析不同作业模式、不 同摩阻系数、不同钻压下钻柱的受力情况。计算的结果以图表和报表的形式显示。
01
里幽坦b安钮，点击进入敏感分析功能。操作步骤如下：
1）在分析窗口中，选择井轨迹、井身结构、钻具组合；2）如果需要，通过组宜二&己置当前的井身结构；
3）输入泥浆密度（系统默认填入水的密度）、游车重量（为游车组的重量，详见2.5节）;4）输入摩阻系数，系统默认的系数套管段为0.2,裸眼段为0.3,可根据实际情况修改和 增加；
5）选择作业模式；6）输入钻压、钻头扭矩、钻头深度范围；
7）点击直8）“结果”窗口显示计算的摘要结果，若勾选了V弹出结果窗口 复选框，弹出计算结 果独立窗口，独立窗口由结果概要和相关图形组成；
T国 |9）点击工具栏 图形 和 报表 梭钮，可以查看完整的敏感性分析结果； 分析类型：
“摩阻系数”-不同套管、裸眼系数，相同其它参数下的5个组合;“作业模式”-不同作业模式相同其它参数下的5个组合；
“钻压”-不同钻压相同其它参数下的5个组合；软件产品许可协议
请认真阅读：本许可协议是您（个人或机构团体）与北京怡恒阳光科技发展有限公司之 间有关 Navigator Drilling Studio 软件产品的法律协议。“Navigator Drilling Studio 软件产品”（以下简称“软件产品”或“软件”）包括Navigator Drilling Studi。软件、 相关媒体及任何印刷材料，并包括“联机”文档或电子文件。您一旦安装、复制或以其它方 式使用“软件产品”，即表示您同意接受本协议各项条款的约束。
软件产品许可协议
本“软件产品”的著作权已通过合法程序的认定，受《著作权法》、《计算机软件保护 条例》以及其他相关国际条约条款和其它知识产权法及条约的保护。本“软件产品”只提供 使用许可协议，而非出售。任何其他公司或个人未经许可使用该软件为客户提供产品或项目 服务均视为对北京怡恒阳光科技发展有限公司著作权的侵犯。未经北京怡恒阳光科技发展有 限公司授权擅自复制或散布本软件的部分或全部，将承受严厉的民事和刑事处罚。
1、许可协议的授予。
本协议授予您下列权利：您可以在单一计算机上安装使用本“软件产品”的一份副本。
2、其它权利和限制说明。
•不得对本软件进行反向工程、反编译或反汇编。
•本软件是被当成一个单一产品而被授予许可协议，不得将各个部分分开在多台计算机 上使用。
•不得出租或租赁本软件。
•软件的转让。您可以永久转让您在本协议下的所有权利，条件是您不得保留副本，并 将本“软件产品”全部转让（包括所有组成部分、媒体和印刷材料、任何更新版本以及本协 议），并且受让人须接受本协议的各项条款。如本“软件产品”属于更新版本，则任何转让 必须包括本“软件产品”以前的所有版本。
3、本“软件产品”（包括但不限于本“软件产品”中所含的任何图像、动画、录像、 录音、音乐、文字和附加程序）、随附的印刷材料及本软件的任何副本的产权和著作权，均 属于北京怡恒阳光科技发展有限公司。本软件受著作权法及国际条约条款保护，因此您必须 将本“软件产品”与任何拥有著作权的资料同样对待。
4、许可终止：您若违返本协议的任一条款，北京怡恒阳光科技发展有限公司有权利随 时终止许可。终止许可之时，您必须立即销毁本软件及文档的所有拷贝，或归还给北京怡恒 阳光科技发展有限公司。
5、适用法律：《知识产权保护条例》、《版权、著作权法》、《专利法》以及其他相 关法律法规。
“自定义”-用户可自己定义工况组合； 在选择分析类型后用户还可以按需要进行修改。
右键菜单：
在表格中点击鼠标右键，弹出右键菜单，有以下几个菜单项：
“全选”-点击则选择全部5个组合；“相同系数”-将全部5个组合的摩阻系数与焦点所在行保持相同；
“相同模式”-将全部5个组合的作业模式与焦点所在行保持相同；“相同钻压”-将全部5个组合的钻压与焦点所在行保持相同；
“相同扭矩”-将全部5个组合的扭矩与焦点所在行保持相同；
从敏感性分析的图形和报表中，可以分析：
• 抗拉强度-作业过程中，采用不同摩阻系数、作业模式、钻压和钻头扭矩的大钩 载荷变化，判断是否超过钻具组合的抗拉强度；屈曲分析-作业过程中，采用不同摩阻系数、作业模式、钻压和钻头扭矩的钻柱 轴向力变化，判断钻具是否发生屈曲；
• 抗扭强度-作业过程中，采用不同摩阻系数、作业模式、钻压和钻头扭矩的大钩 载荷变化，判断是否超过钻具组合的抗扭强度；三轴应力-作业过程中，采用不同摩阻系数、作业模式、钻压和钻头扭矩时的三 轴应力变化，判断是否超过钻具的屈服强度极限；
• 侧向力-作业过程中，采用不同摩阻系数、作业模式、钻压和钻头扭矩的侧向力 变化；摩擦阻力-作业过程中，采用不同摩阻系数、作业模式、钻压和钻头扭矩的摩擦 阻力变化；
3.3过程分析
该软件的“过程分析”功能，对不同的作业模式下用户给定的钻头所在测深位置范围进 行大钩载荷和地面扭矩的计算。可计算钻头在指定的测深范围内的大钩载荷、地面扭矩和中 和点位置的变化。计算的结果以图表和报表的形式显示。
过程分析按钮，点击进入过程分析功能。操作步骤如下：
1) 在分析窗口中，选择井轨迹、井身结构、钻具组合；如果需要，通过组鱼二&己置当前的井身结构；
2) 输入泥浆密度(系统默认填入水的密度)、游车重量(为游车组的重量，详见2.5节);输入摩阻系数，系统默认的系数套管段为0.2,裸眼段为0.3,可根据实际情况修改和 增加；
3) 选择作业模式；输入钻压、钻头扭矩、钻头深度范围，多点计算间隔；
4) 点击色业钮；“结果”窗口显示计算的摘要结果，若勾选了V弹出结果窗口 复选框，弹出计算结 果独立窗口，独立窗口由结果概要和相关图形组成；
I或喔点击工具栏 图形 和 报表 梭钮，可以查看完整的过程分析结果；
分析类型：
“摩阻系数”-不同套管、裸眼系数，相同其它参数下的5个组合；“作业模式”一不同作业模式相同其它参数下的5个组合；
“钻压”-不同钻压相同其它参数下的5个组合；“自定义”-用户可自己定义工况组合；
在选择分析类型后用户还可以按需要进行修改。
右键菜单：
在表格中点击鼠标右键，弹出右键菜单，有以下几个菜单项：
“全选”-点击则选择全部5个组合；“相同系数”-将全部5个组合的摩阻系数与焦点所在行保持相同；
“相同模式”-将全部5个组合的作业模式与焦点所在行保持相同；“相同钻压”-将全部5个组合的钻压与焦点所在行保持相同；
“相同扭矩”-将全部5个组合的扭矩与焦点所在行保持相同；从过程分析的图形和报表中，可以分析：
• 大钩载荷-钻头深度在某一范围内的大钩载荷变化，判断是否超出钻机的能力;
• 地面扭矩-钻头深度在某一范围内的地面扭矩变化，判断是否超出钻机的能力；中和点位置一钻头深度在某一范围内的钻柱中和点位置的变化，可用于确定震 击器的安放位置；
• 摩擦阻力一钻头深度在某一范围内的摩擦阻力的变化；3.4摩阻系数计算
该软件的“反算摩阻系数”，提供了现场实测大钩载荷和转盘扭矩反算摩阻系数的功能。
可根据不同作业模式下的实测数据同时进行计算，允许用户设置己知上部套管段对摩阻系数 的影响。
摩阻系数按钮，点击进入摩阻系数计算功能。操作步骤如下：
1) 在分析窗口中，选择井轨迹、井身结构、钻具组合；如果需要，通过组宜二1配置当前的井身结构；
2) 输入泥浆密度(系统默认填入水的密度)、游车重量(为游车组的重量，详见2.5节);输入实测的大钩载荷和地面扭矩的数据，注意每个测点对应的作业模式和钻头深度， 及相应的钻压和钻头扭矩；
3) 输入完成后，点击—®计耸―1 安钮；“结果”窗口显示计算的摘要结果，若勾选了V弹出结果窗口 复选框，弹出摩阻系 数图；
T国 |点击工具栏 图形 和 报表 梭钮，可以查看完整的过程分析结果；
菜单“设置一摩阻系数计算”中，用户可设置采用何种方式计算摩阻系数。选择“计算 全井各段”，则完全根据用户输入的实测数据计算每一段的摩阻系数；选择“己知套管段系 数”，则不计算套管段的摩阻系数，只计算套管以下的裸眼段的系数。
通过计算摩阻系数，可以：
• 通过摩阻系数的异常来判断可能发生的卡钻事故或局部井径缩小；
• 用于同一区块、工况近似的其它井的分析参考；4分析结果
图形支持放大、缩小、平移等查看方式，曲线的颜色和显示状态可设置，图形可直接拷 贝粘贴到Word文档中，也可直接保存为图片文件.bmp或.jpg。
数据报表直接用Excel文件生成，方便进一步的处理。
4.1结果窗口
若勾选厂浬也结果窗空 复选框，计算完成后系统会弹出计算结果独立窗口，独立窗口 由综述页和相关图形页组成。以强度校核为例，综述页主要显示计算结果摘要，其它页为相 关的图形。如图所示：
综述页图形页
・!X

衡4力GE曲分析I三袒力I 力I抗拉强度I咬强度I

000020 a 40060 o ao too 1 201 40 I GO
例向力Tonf 10m

双击图形可以弹出与之对应的图形独立窗口，如图:
I M向力

4.2图形窗口二 P 觎模式

二 P 觎模式
屈曲分析
■钻柱轴向力 正弦JE曲株限
■嫖熊屈曲极限
800

工具栏：
恢复将图形恢复到初始的显示区域;XY
换轴将图形的横轴与纵轴互相对调;

平移坐标轴,选中后将鼠标放在图形的坐标轴上,
拖动鼠标可以移动坐标轴;

缩轴 缩放坐标轴，选中后将鼠标放在图形的坐标轴上,拖动鼠标可以缩小和放大坐标轴;
©放夫将图形的