1、管柱的摩阻和扭矩
钻大位移井时，由于井斜角和水平位移的增加而扭矩和摩阻增大是非常突出的问题，它可以限制位移的增加。

管柱的摩阻和扭矩是指钻进时钻柱的摩阻和扭矩，下套管时套管的摩阻和扭矩。

（1) 钻柱扭矩和摩阻力的计算
为简化计算，作如下假设：
* 在垂直井段，钻柱和井壁无接触；
* 钻柱与钻井液之间的摩擦力忽略不计；
* 在斜井段，钻柱与井壁的接触点连续，且不发生失稳弯曲。

计算时，将钻柱划分为若干个小单元，从钻柱底部的已知力开始逐步向上计算。

若要知道钻柱上某点的扭矩或摩阻力，只要把这点以下各单元的扭矩和摩阻力分别叠加，再分别加上钻柱底部的已知力。

钻柱扭矩的计算
在弯曲的井段中，取一钻柱单元，如图2—1。

该单元的扭矩增量为
F r R M =∆ （2—1）
式中 △M — 钻柱单元的扭矩增量，N·m
R — 钻柱的半径，m ；
Fr — 钻柱单元与井壁间的周向摩擦力，N 。

该单元上端的扭矩为
式中 M j — 从钻头算起，第j 个单元的上端的扭矩，
N·m ；
Mo — 钻头扭矩（起下钻时为零），N•m ，
△ M I — 第I 段的扭矩增量，N.m 。

钻柱摩阻力的计算（转盘钻）
转盘钻进时，钻柱既有旋转运动，又有沿井眼轴向运动,因此，钻柱表面某点的运动轨迹实为螺线运动。

在斜井段中取一钻柱单元，如图2-2。

图2中，V 为钻柱表面C 点的运动速度V t ，V r 分别为V 沿钻柱轴向和周向的速度分量；F 为C 点处钻柱 所受井壁的摩擦力，其方向与V 相反；Ft ，Fr 分别为F 沿钻柱轴向和周向的摩擦力的分量，即钻柱的轴向摩擦力和周向摩擦力。

由图2-2 V V F V F r t s t t 2
2/+= (2-3) V V F V F r t s r r 2
2/+= (2-4)
F s = f N (2-5)
式中 F S — 钻柱单元的静摩擦力，N ；
f — 摩擦系数；
N — 钻柱单元对井壁的挤压力，N 。

[]
)sin ()22sin (θθθφW T T N +∆+∆= (2-6)
式中 T — 钻柱单元底部的轴向力，N ；
W —钻柱单元在钻井液中的重量，N ；
θ, △θ,Δφ—钻柱单元的井斜角，井斜角增量。

减小管柱扭矩和摩阻的措施
为减小管柱在大位移井中的扭矩和摩阻，在大位移井
的设计与施工中要采取各种必要的措施。

(1)优化井身剖面。

(2)增强钻井液的润滑性
用润滑性能好的低毒性钻井液。

许多大位移井采用油基钻井液，一般来说，润滑基对油基钻井液性能影响较小，而油水比对润滑性影响较大。

(3)优化钻柱设计、使用高强度钻杆
底部钻具组合可少用钻铤，而使用高强度加重杆。

(4)使用降扭矩工具
使用不转动的钻杆护箍可有效地减小扭矩。

(5)对于套管，可在套管上加箍或使用加厚套管。

近几年
国外应用选择性浮动装置下套管技术，可降低套管的
摩阻。

这种技术的原理是在套管内全部或部分地充满
空气，通过降低套管在井内的重量来降低套管的摩
阻。

用的较多的是部分充气，这种方法可使套管的法向力降低80%。

(6)提高地面设备的功率
(7)使用顶部驱动系统
2、钻柱设计
钻柱设计包括底部钻具组合设计和钻杆设计。

在大位移井中一般使用高强度薄壁钻杆，以减少扭矩和摩阻。

对底部钻具组合（BHA），尺寸越大，钻柱的扭矩和摩阻也越大，这并不利于大位移井钻进，所以在保证钻压需要的前提下应使底部钻具组合的尺寸尽量减小。

（1）钻柱设计应考虑的因素
●尽量减小压差卡钻的可能性。

使用螺旋钻铤和螺旋扶正器，以增大环空间隙和减小钻柱与井壁之间的接触面积。

●尽量减少丝扣连接的数量。

●采用井下可调稳定器。

●尽量减少在大斜度井段使用加重钻杆的数量。