CN117150828A - 一种超深井钻柱解卡安全性评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超深井钻柱解卡安全性评估方法，包括以下步骤：S1、建立超深井井下钻柱静力学模型，获取钻柱遇卡时，钻柱沿井深分布的轴向力的数值；S2、建立解卡时的钻柱在井口转化的轴向力模型；S3、根据S1获取的钻柱遇卡时沿井深分布的轴向力数值确定钻柱遇卡时在井口的轴向力，根据S2获取的钻柱解卡时井口轴向力确定解卡时钻柱沿井深分布的轴向力数值；S4、重复上述步骤，得到不同深度遇卡情况下解卡时，钻柱轴向力沿井深分布的具体数值；S5、根据S4得到的钻柱轴向力沿井深分布数值，对解卡处理的钻柱进行安全性评估，现场工作人员可快速定位钻柱应力薄弱点，评价解卡时钻柱的安全性，对避免井下工具落井，节约打捞成本具有实际的指导意义。

Description

一种超深井钻柱解卡安全性评估方法

技术领域

本发明涉及油气田井钻井领域，特别是涉及一种超深井钻柱解卡安全性评估方法。

背景技术

在超深井的钻井过程中，钻柱管串在下钻或上起时，易因井下异物或变形造成遇卡，通常采取的办法是在井口处上提或下放一定的距离的方式进行解卡。解卡作业中，因为无法准确分析计算出井口钻柱在上提或下放一定的距离下，所转化的轴向力对井下遇卡钻柱施加的解卡作用，整体钻柱沿井深的轴向力难以得到准确计算，常使得钻柱应力薄弱点被提前拉断，导致井下工具落井，不仅带来了后续打捞工具的复杂工序，还增加了额外的巨额成本。如何准确分析钻柱遇卡处于上提或解卡状态下的受力是进行钻柱的安全性评价和开展完井工作的基础，目前还没有相关的评估方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种超深井钻柱解卡安全性评估方法，具有可以有效评估接卡安全性的优点。

本发明的技术方案是：

一种超深井钻柱解卡安全性评估方法，包括以下步骤：

S1、建立超深井井下钻柱静力学模型，获取钻柱遇卡时，钻柱沿井深分布的轴向力的数值；

S2、建立超深井井下钻柱在步骤S1位置遇卡后，采用井口上提或下放方式解卡时，钻柱在井口的轴向力模型；

S3、根据步骤S1获取的钻柱遇卡时钻柱沿井深分布的轴向力的数值确定钻柱遇卡时钻柱在井口的轴向力，根据步骤S2获取的钻柱解卡时钻柱在井口的轴向力的数值确定解卡时钻柱沿井深分布的轴向力数值；

S4、重复步骤S1-S3，获取钻柱在不同深度遇卡情况下，采用上提或下放方式解卡时，钻柱轴向力沿井深分布的具体数值；

S5、根据步骤S4得到的钻柱轴向力沿井深分布的具体数值，对解卡处理的钻柱进行安全性评估。

所述步骤S1，建立超深井井下钻柱静力学模型公式如下：

将钻柱分割为多个单元段，根据测深l、井斜角α、方位角φ，计算每一个钻柱单元段的井斜变化率K _αs ，方位变化率K _φs ：

(式1)

(式2)

其中，s为钻柱单元段编号，α _s 、α _s+1 分别为钻柱单元段s下端面、上端面的井斜角，单位为rad，φ _s 、φ _s+1分别为钻柱单元段s下端面、上端面的方位角，单位为rad，ds为钻柱单元段长度，单位为m。

计算该钻柱单元段的狗腿度K _s ：

(式3)

其中，s为钻柱单元段编号，K _αs 为钻柱单元段的井斜变化率，单位为rad/m，K _φs 为钻柱单元段的方位变化率，单位为rad/m，α _s 、α _s+1分别为钻柱单元段s下端面、上端面的井斜角，单位为rad。

计算该钻柱单元段的弯矩M _bs 、钻柱单元段的单位长度法向侧向力N _ns ：

(式4)

(式5)

其中，s为单元段编号，q _m 为钻柱柱单元段的空气线重，单位为N/m，M _bs+1为钻柱单元段s+1的弯矩、M _bs-1为钻柱单元段s-1的弯矩，单位为N/m、M _bs 为钻柱单元段s的弯矩，单位为N/m，N _ns 为钻柱单元段s单位长度的法向侧向力，单位为N/m，T _s 为钻柱单元段s下端面轴向力，单位为N，D _o 为钻柱单元段的外径，单位为m，D _i 为钻柱单元段的内径，单位为m，E为钻柱单元段的弹性模量，单位为MPa。

计算该钻柱单元段单位长度的切向侧向力N _bs ，单位为N/m：

(式6)

计算该钻柱单元段的单位长度侧向力N _cs ，单位为N/m：

(式7)

得到该钻柱单元段上端面轴向力T _s+1，单位为N：

(式8)

其中：μ _a 为钻柱与井壁的摩阻系数，上提钻柱时取“+”，相反取“-”号。

重复（式1）-（式8），得到所有钻柱单元段的基本数据，建立超深井井下钻柱静力学模型。

所述步骤S2，解卡时钻柱在井口的轴向力计算公式如下：

(式9)

其中，ΔF为钻柱采用上提或下放进行解卡时钻柱在井口位置的轴向力，单位为N；ΔL为钻柱解卡时钻柱在井口移动的距离，钻柱上提时为“+”，下放时为“-”，单位为m；stuck为卡点所在钻柱单元段的序列编号；L _stuck为卡点位置测深，单位为m；As _stuck 是卡点所在钻柱单元段的横截面积，单位为m²；As _p 是第p个钻柱单元段的横截面积，单位为m²；Ls _p 为第p个钻柱单元段的长度，单位为m；j为钻柱单元段个数；E为钻柱单元段的弹性模量，单位为MPa。

所述S3，遇卡时钻柱在井口的轴向力计算方法如下：

将遇卡的钻柱划分为t个钻柱单元段，从钻柱底部至井口以1,2，...，t的顺序进行编号，认定第1个钻柱单元段的下端面轴向力为T _1下，并确定T _1下为底部钻压，根据式1-式8，计算得到第1个钻柱单元段的上端面轴向力T _1上，将第1个钻柱单元段的上端面轴向力T _1上认定为第2个钻柱单元段的下端面轴向力，即T _2下=T _1上，同样方法，计算第2个钻柱单元段的上端面轴向力T _2上，以此类推，得到第t个钻柱单元段的上端面T _t上，T _t上即为钻柱遇卡时在井口轴向力F _head1。

所述解卡时钻柱井口轴向力计算公示如下：

(式10)

其中，F _head1钻柱遇卡时在井口的轴向力，单位为N；F _head2为钻柱解卡时钻柱在井口移动距离时，钻柱在井口的轴向力，钻柱上提时为“+”，下放时为“-”，单位为N；ΔF为钻柱在井口上提或下放ΔL的距离时钻柱在井口处变化的轴向力，单位为N。

所述解卡时钻柱沿井深分布的轴向力数值计算公式如下：

(式11)

其中，T _s 为钻柱单元段s下端面轴向力，单位为N，T _s+1为钻柱单元段s上端面轴向力，单位N，q _m 为钻柱单元段的空气线重，单位为N/m，ds为钻柱单元段长度，单位为m，α _s 、α _s+1分别为钻柱单元段s下端面、上端面的井斜角，单位为rad，K _s 为钻柱单元段的狗腿度，M _bs+1为单元段s+1的弯矩，单位为N/m，μ _a 为钻柱与井壁的摩阻系数，上提钻柱时取“+”，相反取“-”号，N _cs 为钻柱单元段s的单位长度侧向力，单位为N/m；

解卡时指定第q个钻柱单元段的上端面轴向力T _q上为F _head2，根据式1-式7、式11，得到第q个钻柱单元段下端面轴向力T _q下，将T _q下作为第q-1个钻柱单元段的上端面轴向力，即T _q-1上=T _q下，进而得到第q-1个钻柱单元段的下端面轴向力T _q-1下，以此类推，得到解卡处理时，遇卡段的钻柱单元的下端面轴向力T _stuck下，进而得到遇卡处理时钻柱的整体受力。

所述步骤S5，根据钻柱轴向力沿井深分布的具体数值，分析钻柱应力薄弱点，评估解卡时钻柱的安全性。

本发明的有益效果是：

采用了井下钻柱三维静力学模型、遇卡处理时，井口上提或下放一定距离下，所转化的轴向力确定模型。通过划分钻柱成有限个钻柱单元，并赋值最底部管柱单元下端的轴向力为钻压，根据井眼轨迹参数单元段管柱的侧向力、重力竖直方向分量、摩阻力，确定出最底部钻柱单元的上端轴向力。最后将上端轴向力作为第二个钻柱单元的下端轴向力，按照上述步骤，逐步计算，最终得到全钻柱每一个管柱单元的轴向力。井口遇卡处理时，将在井口上提或下放钻柱一定距离以此解卡，此时通过卡点位置及钻柱的结构等参数，计算出解卡时井口操作所转化的轴向力，最终将转化的轴向力与初始井口轴向力作差。得出解卡时井口的轴向力大小，结合钻柱的静力学模型，计算出解卡下钻柱沿井深的轴向力分布。该方法可以得到解卡时钻柱的受力情况，现场工作人员可快速定位对钻柱应力薄弱点，以评价解卡时钻柱的安全性，对避免井下工具落井，节约打捞成本具有实际的指导意义。

附图说明

图1是本发明实施例所述一种超深井钻柱解卡安全性评估方法的受力分析流程图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。

实施例：

如图1所示，一种超深井钻柱解卡安全性评估方法，包括以下步骤：

S1、建立超深井井下钻柱静力学模型，获取钻柱遇卡时，钻柱沿井深分布的轴向力的数值；

该步骤的目的是为了获取钻柱在钻进在某一深度遇卡时，钻柱沿井深分布的轴向力的数值大小；用来得到钻柱在某一深度遇卡时钻柱的受力沿井深的分布，进而为遇卡处理时提供钻柱在井口的初始轴向力；进而直接获取到钻柱遇卡时沿井深的轴向力，为超深井钻柱遇卡，解卡处理为上提或下放钻柱一定距离下，钻柱的受力计算奠定基础。

建立超深井井下钻柱静力学模型公式如下：

将钻柱分割为多个单元段，根据测深l、井斜角α、方位角φ，计算钻柱单元段的井斜变化率K _αs ，方位变化率K _φs ：

(式1)

(式2)

其中，s为钻柱单元段编号，α _s 、α _s+1分别为钻柱单元段s下端面、上端面的井斜角，单位为rad，φ _s、 φ _s+1分别为钻柱单元段s下端面、上端面的方位角，单位为rad，ds为钻柱单元段长度，单位为m。

计算钻柱单元段的狗腿度K _s ：

(式3)

其中，K _αs 为钻柱单元段的井斜变化率，K _φs 为钻柱单元段的方位变化率，单位为rad/m，α _s 、α _s+1分别为钻柱单元段s下端面、上端面的井斜角，单位为rad。

计算钻柱单元段s的弯矩M _bs 、钻柱单元段的单位长度法向侧向力N _ns ：

(式4)

(式5)

其中，q _m 为钻柱单元段的空气线重，单位为N/m，M _bs+1为钻柱单元段s+1的弯矩、M _bs-1为钻柱单元段s-1的弯矩，单位为N/m，M _bs 为钻柱单元段s+1的弯矩，单位为N/m，N _ns 为钻柱单元段s单位长度的法向侧向力，单位为N/m，T _s 为钻柱单元段s下端面轴向力，单位为N，D _o 为钻柱单元段的外径，单位为m，D _i 为钻柱单元段的内径，单位为m，E为钻柱单元段的弹性模量，单位为MPa。

计算钻柱单元段s单位长度的切向侧向力N _bs ，单位为N/m：

(式6)

计算钻柱单元段s的单位长度侧向力N _cs ，单位为N/m：

(式7)

得到钻柱单元段s上端面轴向力T _s+1，单位为N：

(式8)

其中：μ _a 为钻柱与井壁的摩阻系数，上提钻柱时取“+”，相反取“-”号。

重复（式1）-（式8），得到所有钻柱单元段的基本数据，建立超深井井下钻柱静力学模型。

S2、建立超深井井下钻柱在步骤S1位置遇卡后，采用井口上提或下放钻柱方式解卡时，钻柱在井口的轴向力模型；

该步骤的目的是确定钻柱遇卡口，解卡方式为上提或下放钻柱一定距离下时，在井口钻柱所转化的轴向力大小；功能是通过计算上提或下放钻柱一定距离下在井口钻柱所转化的轴向力大小，得到井口钻柱在解卡阶段相对遇卡阶段时的轴向力变化量，为超深井钻柱遇卡处理时，井口上提或下放钻柱一定距离下，钻柱受力的确定提供基础参数；可以直接获取到井口钻柱在解卡阶段相对遇卡阶段时的轴向力变化量，为超深井钻柱遇卡处理时，井口上提或下放钻柱一定距离下，钻柱受力的确定奠定基础。

钻柱在井口的轴向力模型公式如下：

(式9)

其中，ΔF为上提或下放钻柱一定距离下所转化在井口位置的钻柱轴向力，单位为N；ΔL为井口上提或下放的距离，上提时为“+”，下放时为“-”，单位为m。stuck为卡点所在钻柱单元的序列编号；L _stuck为卡点位置测深，单位为m；As _stuck 是卡点所在钻柱单元段的横截面积，单位为m²；As _p 是第p个钻柱单元段的横截面积为m²；Ls _p 为第p个钻柱单元段的长度，单位为m；j为钻柱单元段总数；E为钻柱单元段的弹性模量，单位为MPa。

S3、根据S1获取的钻柱遇卡时沿井深分布的轴向力数值确定遇卡时钻柱在井口的轴向力，根据S2获取的钻柱解卡时井口轴向力确定解卡时钻柱沿井深分布的轴向力数值；

该步骤的目的明确超深井钻柱遇卡处理时，井口上提或下放钻柱一定距离下，钻柱受力的确定流程；通过对钻柱在钻进在某一深度遇卡时，得出钻柱沿井深分布的轴向力；明确超深井钻柱遇卡处理时，井口上提或下放钻柱一定距离下，钻柱受力的确定流程，得到超深井钻柱遇卡处理时，井口上提或下放钻柱一定距离下钻柱受力的确定方法。

所述S3，钻柱遇卡时在井口的轴向力计算方法如下：

将遇卡的钻柱划分为n个钻柱单元，从钻柱底部至井口以1,2，...，n的顺序进行编号，认定第1个钻柱单元段的下端面轴向力为T _1下，并确定T _1下为底部钻压，根据式1-式8，计算得到第1个钻柱单元段的上端面轴向力T _1上，将第1个钻柱单元段的上端面轴向力T _1上认定为第2个钻柱单元段的下端面轴向力，即T _2下=T _1上，同样方法，计算第2个钻柱单元段的上端面轴向力T _2上，以此类推，得到第n个钻柱单元段的上端面T _n上，T _n上即为钻柱遇卡时在井口轴向力F _head1。

解卡时钻柱井口轴向力计算公示如下：

(式10)

其中，F _head1钻柱遇卡时在井口的轴向力，单位：N；F _head2为钻柱解卡时钻柱在井口移动距离时，钻柱在井口的轴向力，钻柱上提时为“+”，下放时为“-”，单位为N；ΔF为钻柱解卡时钻柱在井口移动距离时在井口钻柱的变化轴向力，单位为N。

解卡时钻柱沿井深分布的轴向力数值计算公式如下：

(式11)

其中，T _s 为钻柱单元段s下端面轴向力，单位为N，T _s+1为钻柱单元段s上端面轴向力，单位为N，q _m 为钻柱单元段的空气线重，单位为N/m，ds为钻柱单元段长度，单位为m，α _s 、α _s+1分别为钻柱单元段s下端面、上端面的井斜角，单位为rad，K _s 为钻柱单元段的狗腿度，M _bs+1为钻柱单元段s+1的弯矩，单位为N/m，μ _a 为钻柱与井壁的摩阻系数，上提钻柱时取“+”，相反取“-”号，N _cs 为钻柱单元段s的单位长度侧向力，单位为N/m；

指定第q个钻柱单元段的上端面轴向力T _q上为F _head2，根据公式1-公式7、公式11，得到第q个钻柱单元段下端面轴向力T _q下，将T _q下作为第q-1个钻柱单元段的上端面轴向力，即T _q-1上=T _q下，进而得到第q-1个钻柱单元段的下端面轴向力T _q-1下，以此类推，得到解卡处理时，遇卡段的钻柱单元段的下端面轴向力T _stuck下，进而得到遇卡处理时钻柱的整体受力。

S4、重复步骤S1-S3，获取钻柱在不同深度遇卡情况下，采用上提或下放钻柱方式解卡时，钻柱轴向力沿井深分布的具体数值；

S5、根据S4得到的钻柱轴向力沿井深分布的具体数值，对解卡处理的钻柱进行安全性评估。

针对一口钻井过程中钻柱遇卡的超深井，首先将整个入井钻柱划分为有限个钻柱单元段，通过对井下钻柱单元段进行力学模型的建立、并结合底部钻压数据，得到钻柱遇卡时钻柱沿井深的轴向力分布情况。根据遇卡处理时，井口上提或下一定距离下，所转化的轴向力确定模型，并结合钻柱结构参数，计算遇卡处理过程中，井口钻柱上提或下放一定距离下，井口钻柱变化的轴向力大小。将转化的轴向力与初始井口轴向力作差。得出解卡时井口钻柱的轴向力大小，结合钻柱的静力学模型，计算出解卡下钻柱沿井深的轴向力分布，随后企业即根据该方法得到超深井钻柱遇卡处理时，井口上提或下放钻柱一定距离下，得到钻柱的受力情况，进而可快速定位对钻柱应力薄弱点，最终对遇卡处理时钻柱的安全性作出评价。

某A超深井为例，预测井深为4410m，钻至4300出现遇卡情况，经过现场测量得到卡点位置测深为4123米，现场采用的遇卡处理方式为上提3m的距离，以此冲出卡点。对遇卡处理过程中，钻柱在井口上提3m的距离下的钻柱轴向力沿井深的分布情况。

1）、首先根据井眼轨迹数据，将入井的的钻柱划分为有限个钻柱单元段，定义井深、井斜角、方位角三个数组变量、并存入井眼轨迹数据至井深、井斜角、方位角三个数组。其余变量有套管内径224.44mm，套管鞋位置3200m、第一级钻柱外径127mm，壁厚9.2mm，线重284.58 N/m，长度3004m、第二级钻柱127mm，壁厚25.5mm，线重738.4 N/m，长度169m、第三级钻柱165.1mm，壁厚46.85mm，线重1340.29 N/m，长度27m、重力加速度9.8m/s²、各级钻柱弹性模量均为206843MPa、底部钻压100kN、卡点位置测深4123m、钻柱与井壁的摩阻系数0.35；

2）、进行公式编辑，将步骤一、二、三得出的钻柱遇卡时的井下钻柱静力学模型、井口上提或下放一定距离下的井口轴力变化大小确定模型和模型求解方案，在编辑器窗口进行编入；

3）、代入某实测井的井况数据，对变量进行赋值，根据编入模型对未知变量：计算超深井钻柱遇卡处理时，井口上提或下放一定距离下，钻柱轴向力沿井深的分布情况，在输出结果窗口即得到计算结果。

计算结果如表1所示，实测与计算误差小于10%，满足现场要求，随后企业即根据该方法得到超深井钻柱遇卡处理时，井口上提或下放一定距离下，钻柱轴向力沿井深的分布情况，进而对解卡处理的钻柱进行安全性评价。

表1实测钻柱井口轴向力与计算值对比

	轴向力实测/kN	轴向力计算值/kN	相对误差
				遇卡时	1017	969.33	4.69%
上提3m后	1240	1129.15	8.94%

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种超深井钻柱解卡安全性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立超深井井下钻柱静力学模型，获取钻柱遇卡时，钻柱沿井深分布的轴向力的数值；

S2、建立超深井井下钻柱在步骤S1位置遇卡后，采用井口上提或下放方式解卡时，钻柱在井口的轴向力模型；

S3、根据步骤S1获取的钻柱遇卡时钻柱沿井深分布的轴向力的数值确定钻柱遇卡时钻柱在井口的轴向力，根据步骤S2获取的钻柱解卡时钻柱在井口的轴向力的数值确定解卡时钻柱沿井深分布的轴向力数值；

S4、重复步骤S1-S3，获取钻柱在不同深度遇卡情况下，采用上提或下放方式解卡时，钻柱轴向力沿井深分布的具体数值；

S5、根据步骤S4得到的钻柱轴向力沿井深分布的具体数值，对解卡处理的钻柱进行安全性评估。

2.根据权利要求1所述的一种超深井钻柱解卡安全性评估方法，其特征在于，所述步骤S1，建立超深井井下钻柱静力学模型公式如下：

将钻柱分割为多个钻柱单元段，根据测深l、井斜角α、方位角φ，计算每一个钻柱单元段的井斜变化率K _αs ，方位变化率K _φs ；

(式1)

(式2)

其中，s为钻柱单元段编号，α _s 、α _s+1分别为钻柱单元段s下端面、上端面的井斜角，单位为rad，φ _s 、φ _s+1分别为钻柱单元段s下端面、上端面的方位角，单位为rad，ds为钻柱单元段长度，单位为m；

计算该钻柱单元段的狗腿度K _s ：

(式3)

其中，K _αs 为钻柱单元段的井斜变化率，单位为rad/m，K _φs 为钻柱单元段的方位变化率，单位为rad/m，α _s 、α _s+1分别为钻柱单元段s下端面、上端面的井斜角，单位为rad；

计算该钻柱单元段的弯矩M _bs 、钻柱单元段的单位长度法向侧向力N _ns ：

(式4)

(式5)

其中，q _m 为钻柱柱单元段的空气线重，单位为N/m，M _bs+1为钻柱单元段s+1的弯矩、M _bs-1为钻柱单元段s-1的弯矩，单位为N/m、M _bs 为钻柱单元段s的弯矩，单位为N/m，N _ns 为钻柱单元段s单位长度的法向侧向力，单位为N/m，T _s 为钻柱单元段s下端面轴向力，单位为N，D _o 为钻柱单元段的外径，单位为m，D _i 为钻柱单元段的内径，单位为m，E为钻柱单元段的弹性模量，单位为MPa；

计算该钻柱单元段单位长度的切向侧向力N _bs ，单位为N/m：

(式6)

计算该钻柱单元段的单位长度侧向力N _cs ，单位为N/m：

(式7)

得到该钻柱单元段上端面轴向力T _s+1，单位为N：

(式8)

其中：μ _a 为钻柱与井壁的摩阻系数，上提钻柱时取“+”，相反取“-”号；

重复（式1）-（式8），得到所有钻柱单元段的基本数据，建立超深井井下钻柱静力学模型。

3.根据权利要求1所述的一种超深井钻柱解卡安全性评估方法，其特征在于，所述步骤S2，解卡时钻柱在井口的轴向力计算公式如下：

(式9)

其中，ΔF为钻柱采用上提或下放进行解卡时钻柱在井口位置的轴向力，单位为N；ΔL为钻柱解卡时钻柱在井口移动的距离，钻柱上提时为“+”，下放时为“-”，单位为m；stuck为卡点所在钻柱单元段的序列编号；L _stuck为卡点位置测深，单位为m；As _stuck 是卡点所在钻柱单元段的横截面积，单位为m²，As _p 是第p个钻柱单元段的横截面积，单位为m²；Ls _p 为第p个钻柱单元段的长度，单位为m；j为钻柱单元段个数；E为钻柱单元段的弹性模量，单位为MPa。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种超深井钻柱解卡安全性评估方法，其特征在于，所述S3，遇卡时钻柱在井口的轴向力计算方法如下：

将遇卡的钻柱划分为t个钻柱单元段，从钻柱底部至井口以1,2，...，t的顺序进行编号，认定第1个钻柱单元段的下端面轴向力为T _1下，并确定T _1下为底部钻压，根据（式1）-（式8），计算得到第1个钻柱单元段的上端面轴向力T _1上，将第1个钻柱单元段的上端面轴向力T _1上认定为第2个钻柱单元段的下端面轴向力，即T _2下=T _1上，同样方法，计算第2个钻柱单元段的上端面轴向力T _2上，以此类推，得到第t个钻柱单元段的上端面T _t上，T _t上即为钻柱遇卡时在井口轴向力F _head1。

5.根据权利要求4所述的一种超深井钻柱解卡安全性评估方法，其特征在于，所述解卡时钻柱井口轴向力计算公示如下：

(式10)

其中，F _head1钻柱遇卡时在井口的轴向力，单位为N；F _head2为钻柱解卡时钻柱在井口移动距离时，钻柱在井口的轴向力，钻柱上提时为“+”，下放时为“-”，单位为N；ΔF为钻柱在解卡时钻柱在井口移动距离时钻柱在井口处变化的轴向力，单位为N。

6.根据权利要求4所述的一种超深井钻柱解卡安全性评估方法，其特征在于，所述解卡时钻柱沿井深分布的轴向力数值计算公式如下：

(式11)

其中，T _s 为钻柱单元段s下端面轴向力，单位为N，T _s+1为钻柱单元段s上端面轴向力，单位N，q _m 为钻柱单元段的空气线重，单位为N/m，ds为钻柱单元段长度，单位为m，M _bs+1为单元段s+1的弯矩，单位为N/m，μ _a 为钻柱与井壁的摩阻系数，上提钻柱时取“+”，相反取“-”号，N _cs 为钻柱单元段s的单位长度侧向力，单位为N/m；

解卡时指定第q个钻柱单元段的上端面轴向力T _q上为F _head2，根据式1-式7、式11，得到第q个钻柱单元段下端面轴向力T _q下，将T _q下作为第q-1个钻柱单元段的上端面轴向力，即T _q-1上=T _q下，进而得到第q-1个钻柱单元段的下端面轴向力T _q-1下，以此类推，得到解卡处理时，遇卡段的钻柱单元的下端面轴向力T _{stuck 下}，进而得到遇卡处理时钻柱的整体受力。

7.根据权利要求1所述的一种超深井钻柱解卡安全性评估方法，其特征在于，所述步骤S5，根据钻柱轴向力沿井深分布的具体数值，分析钻柱应力薄弱点，评估解卡时钻柱的安全性。