石油工程鉆井工程設(shè)計說明

1、東北石油大學(xué)課程設(shè)計課程石油工程課程設(shè)計題目 鉆井工程設(shè)計學(xué) 院專業(yè)班級學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號指導(dǎo)教師 2011年 7月 15日東北石油大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書課程石油工程課程設(shè)計題目鉆井工程設(shè)計專業(yè)石油工程姓名學(xué)號主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：1、設(shè)計主要內(nèi)容：根據(jù)已有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用所學(xué)的專業(yè)知識，完成一口井的鉆井工程相關(guān)參數(shù)的計算，最終確定出鉆井、完井技術(shù)措施。主要包括井身結(jié)構(gòu)、鉆具組合、鉆 井液、鉆井參數(shù)設(shè)計和完井設(shè)計。2、設(shè)計要求：要求學(xué)生選擇一口井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在教師的指導(dǎo)下獨立地完成設(shè)計任務(wù)， 最終以設(shè)計報告的形式完成專題設(shè)計，設(shè)計報告的具體內(nèi)容如下：（1）井身結(jié)構(gòu)設(shè)計；（2 ）套管強(qiáng)

2、度設(shè)計；（3）鉆柱設(shè)計；（4）鉆井液設(shè)計；（5）鉆井水力參數(shù)設(shè)計；（6）注水泥設(shè)計；（7）設(shè)計結(jié)果；（8）參考文獻(xiàn)； 設(shè)計報告采用統(tǒng)一格式打印，要求圖表清晰、語言流暢、書寫規(guī)范、論據(jù)充分、說服力強(qiáng)，達(dá)到工程設(shè)計的基本要求3、主要參考資料:王常斌等，石油工程設(shè)計，東北石油大學(xué)校內(nèi)自編教材陳濤平等，石油工程，石油工業(yè)出版社，2000鉆井手冊（甲方）編寫組，鉆井手冊，石油工程出版社，1990完成期限2011年6月27日-2011年7月15日指導(dǎo)教師專業(yè)負(fù)責(zé)人2011 年 7 月 15 日鉆井工程設(shè)計是石油工程的一個重要部分，是確保油氣鉆井工程順利實施和 質(zhì)量控制的重要保證，是鉆井施工作業(yè)必須遵循的原

3、則，是組織鉆井生產(chǎn)和技術(shù) 協(xié)作的基礎(chǔ)，是搞好單井預(yù)算和決算的唯一依據(jù)。 鉆井設(shè)計的科學(xué)性、先進(jìn)性關(guān) 系到一口井作業(yè)的成敗和效益?？茖W(xué)鉆井水平的提高，在一定程度上依靠鉆井設(shè) 計水平的提高。設(shè)計應(yīng)在充分分析有關(guān)地質(zhì)和工程資料的基礎(chǔ)上， 遵循國家及當(dāng)?shù)卣嘘P(guān) 法律、法規(guī)和要求，按照安全、快速、優(yōu)質(zhì)和高效的原則進(jìn)行。并且必須以保證 實施地質(zhì)任務(wù)為前提。主要目的層段的設(shè)計必須體現(xiàn)有利于發(fā)現(xiàn)與保護(hù)油氣層， 非目的層段的設(shè)計主要考慮滿足鉆井工程施工作業(yè)和降低成本的需要。本設(shè)計的主要內(nèi)容包括：1、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計及井身質(zhì)量要求：原則是能有效 地保護(hù)油氣層，使不同地層壓力梯度的油氣層不受鉆井液污染損壞；應(yīng)避免漏、

4、 噴、塌、卡等復(fù)雜情況發(fā)生，為全井順利鉆進(jìn)創(chuàng)造條件，是鉆井周期最短；鉆下部高雅地層時所用的較高密度鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力， 不致壓裂上一層管鞋處薄 弱的裸露地層； 下套管過程中， 井內(nèi)鉆井液柱壓力之間的壓差不致產(chǎn)生壓差卡套 管等嚴(yán)重事故；以及強(qiáng)度的校核。 2 、鉆具組合設(shè)計：給鉆頭加壓時下部鉆柱是 否會壓彎，選用足夠的鉆鋌以防鉆桿受壓變形。 3、鉆井液體系； 4 、水力參數(shù) 設(shè)計； 5 、注水泥設(shè)計，鉆井施工進(jìn)度計劃等幾個方面的基本設(shè)計內(nèi)容。目錄第1 章 設(shè)計資料收集 11.1 預(yù)設(shè)計井基本參數(shù) 11.2 鄰井基本參數(shù) 1第2 章 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計 72.1鉆井液的壓力體系 72.2井身結(jié)構(gòu)的設(shè)計

5、82.3 設(shè)計結(jié)果 10第3 章 套管校核 113.1計算的相關(guān)公式 113.2 套管設(shè)計與校核 12第4 章 鉆具設(shè)計 154.1 鉆鋌的設(shè)計 164.2 鉆具的設(shè)計 164.3 設(shè)計結(jié)果 20第5 章鉆井液設(shè)計 215.1 鉆井液總體積的計算 215.2 相關(guān)質(zhì)量的計算 225.3 鉆井液密度的轉(zhuǎn)換 225.4 設(shè)計結(jié)果 22第6 章 水力參數(shù)設(shè)計 236.1 有關(guān)公式計算 236.2 水力參數(shù)計算 246.3 設(shè)計結(jié)果 32第7 章 注水泥設(shè)計 337.1 水泥漿的用量 337.2 所需干水泥的用量 357.3 時間的計算 367.4 設(shè)計結(jié)果 38第8 章 設(shè)計結(jié)果 38參考文獻(xiàn) 42

6、第1章設(shè)計資料收集1.1預(yù)設(shè)計井基本參數(shù)井號SJ0042井別生產(chǎn)井坐標(biāo)21786432,5032764設(shè)計井深2200井口海拔130目的層位F.Y完井層位泉三段地理位置升南、宋芳屯構(gòu)造位置三肇凹陷榆樹林構(gòu)造設(shè)計依據(jù)1.設(shè)計依據(jù)（1）1997年勘探方案審定紀(jì)要（2）本地區(qū)地震 T1，T2構(gòu)造圖。2.鉆井目的 （1 ）證實該目的層是否為構(gòu)造類型油氣藏，以及巖性因 素對油氣藏影響程度。（2）查明該區(qū)的油氣情況。（3）查明該區(qū)的儲層特性。1.2鄰井基本參數(shù)井身結(jié)構(gòu)井號項目鉆頭尺寸（mm）下深（m）套管尺寸（mm）泥漿密度（g/cm 3）井深樹39-更新25表層4441003391.05 1.15105

7、樹39-更新25技術(shù)31118002441.25 1.271805樹39-更新25油層21521651391.85 1.92170122地層壓力井號井段地層壓力（g/cm 3）破裂壓力（g/cm 3）樹39-更新250 103.81.5樹39-更新25103 500.91.55樹39-更新25500 900.951.57樹39-更新25900 1200.971.6樹39-更新251200 15001.031.7樹39-更新251500 18001.51.8樹39-更新251800 21701.62.04123鉆具組合井號井段鉆頭外徑(mm)密度(g/cm 3)鉆具組合樹39-更新250-103

8、444 178 X 75 + 159 X 26樹39-更新25103-1803311228減震器+229 X 27 +203 X 54 + 178 X 75 + 159 X 27樹39- 更新251803-2170215214穩(wěn)定器+178 X 3 +2穩(wěn)定器+178 X 9 +21穩(wěn)定器+17減震器+178 X 18 +21穩(wěn)定器+178 X 90 + 159 X 26124鉆井液性能井號地質(zhì) 年 代井段(m)鉆井 液類 型密度(g/cm 3)漏斗粘度(s)pH值靜切 力(Pa)塑性粘 度(mPa s)屈服值(Pa)N值K值失水(API)樹39-更新25四 方 臺 組- 第四 系0-103搬

9、土18-30-樹39-更新25嫩2 段-四 方 臺 組103-1150復(fù)合離子30-408.5-9.5-28-234-12.6-.75.1-.21-5樹39-更新泉4段-嫩1150-1803復(fù)合離子30-458.5-91.5-32 0-301 0-15.55-.7.1-.41 -4251段樹39-更新25泉3 段- 泉4段1803-2170復(fù)合離子3 0-458.5-92-330-501 5-20.55-.7.3-.51 -4125水力參數(shù)井號鉆頭尺寸(mm)井段(m)泵壓(MPa)鉆頭 壓降(MPa)環(huán)空 壓降 (MPa)沖擊 力(kN)噴射 速度 (m/s)鉆頭水功率(%)比水 功率(%)

10、上返速度(m/s)功率 利用 率(%)樹39-更新254440-1037.576.76.815.761043112.3489.26樹39-更新25311103-7008.816.672.135.851013074.7675.76樹39-更新25311700-140014.9411.293.658.481285637.8375.57樹39-更新253111400-18031 5.61 1.294.318.481285637.8372.35樹39-更新252151803-217015.8212.563.275.4711031381.1179.36126鉆井參數(shù)井號井段(m)鉆頭尺寸(mm)鉆頭類型

11、生產(chǎn)廠噴嘴組合鉆壓(kN)轉(zhuǎn)速(rpm)排量(l/s)泥漿密度(g/cm 3)樹39-更新250-103444X3A江漢14+14+1430-4065-7045-48樹39-更新25103-700311MSK牡丹江11+11+11+11+1150-80195-20045-48樹39-更新25700-1400311J11江漢14+12.7+12.7230-24065-7048-52樹39-更新251400-1803311J22江漢14+12.7+12.7240-26065-7048-52樹39-更新251803-2170215J22江漢10+10+10160-18065-7024-261.85-

12、1.9127套管柱設(shè)計參數(shù)井號套管類型套管層位井段(m)外徑(mm)鋼級段重長度(m)壁厚(mm)累重抗拉系數(shù)抗擠系數(shù)樹39-更新25常規(guī)表層0-100339J-559.651008.118.1128.746.91樹39-更新25常規(guī)技術(shù)0-10244N-801 1.0510.65100.983.711 94.7樹39-更新25常規(guī)技術(shù)10-1160244J-551 0.031 15068.46100.332.341.13樹39-更新25常規(guī)技術(shù)1160-1470244N-801 0.0331018.453 9.828.41.13樹39-更新25常規(guī)技術(shù)1470-1800244N-801 1.

13、0533021.3621.361 7.521 .17樹39-更新25常規(guī)油層0-1480139J-557.72148037.4451.232.191.13樹39-更新25常規(guī)油層1480-2030139N-807.7255013.911 7.339.111.13樹39-更新25常規(guī)油層2030-2165139P-1107.721353.423.4259.081 .28128注水泥設(shè)計參數(shù)井號套管層位固井前密度要 求(g/cm 3)上返深度(m)水泥塞面深度(m)水泥漿密 度(g/cm 3)漏失里(m 3)水泥品種標(biāo)號注水泥量(袋)外加劑品種外加劑量(kg)樹39- 更新25表層1.1500A級

14、4090樹39- 更新25技術(shù)1.2700G級26040樹39- 更新25油層1.916000G級5340第2章井身結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1鉆井液的壓力體系嚴(yán)深井3當(dāng)量密度/(g/cm )0.511.522.5o o o o2 4o o o o6 8o o o oo 2o o o o4 6o o o o8 o1 2o o22地層壓力破裂壓力地層壓力與地層破裂壓力剖面圖最大鉆井液密度max pmax Sb(2-1)式中：max為某層套管鉆進(jìn)井段中所用最大泥漿密度，g/cm3 ； pmax為該井段 中所用地層孔隙壓力梯度等效密度，g/cm3 ； Sb為抽吸壓力允許值的當(dāng)量密度，取 0.024 g/cm3。發(fā)

15、生井涌情況max SbSfDpmaxDni(2-2)式中：f為發(fā)生井涌時，在井內(nèi)最大壓力梯度作用下，上部地層不被壓裂所應(yīng)有的地層破裂壓力梯度，g cm3 ；為某井段鉆進(jìn)井段中所用的最大pmax泥漿密度，g/cm3 ； Sb為抽吸壓力允許值的當(dāng)量密度，取0.024g/cm3 ； Sf為 地層壓裂安全系數(shù)，0.03； 乂為發(fā)生井涌時的井涌允量，取0.05 g/cm3。校核各層套管下到初選點時是否會發(fā)生壓差卡套P °.°°981 Dpmin( Pmax Sbpmin )(2-3)式中：p為第n層套管鉆進(jìn)井段內(nèi)實際的井內(nèi)最大靜止壓差，MPa ； pmin為該井段內(nèi)最小地層

16、孔隙壓力梯度等效密度，g/cm3 ；pn為避免發(fā)生壓差卡套的許用壓差，取12 MPa ； Dpm.為該井段內(nèi)最小地層孔隙壓力梯度的最 大深度，m。2.2井身結(jié)構(gòu)的設(shè)計套管層次的確定(1 )中間套管下入深度初選點D21取初選點D211600mpmax Sb SDpmaxSk1.6 0.024 0.03220016000.051.722 （ g. cm3）因此取D21 1600m，又套由圖查得f16001.8gcm3， f f1600且相近,管底部需留有5 m的口袋，因此中間套管下入深度初選點為D21 1595m。(2) 表層套管的下入深度初選點 D1取初選點Di 1200mD2fEp2 Sb S

17、f D Sk115951.5 0.0240.030.05120031.620（ g cm）由圖查得f12001.7g cm ， fEf1200且相近，因此取D1 1200m，因套管底部需留有5m的口袋，因此取Di 1195m(3) 油層套管下入深度D3D32200 52195 ( m)(4) 校核中間套管下入到初選點D21 1595m過程中是否會發(fā)生壓差卡套管 由圖查得 ，p16001. 5g/cm3， pmin0.97g/cm3， Dpmin1200m。P1 0.00981 pmax S,pmin Dpmin0.009811.5 0.024 0.9711956.495（ MPa）P1Pn，所

18、以取 D2 1595m 。(5 )驗證表層套管下到D11195m處是否會發(fā)生壓差卡套管p20.00981pmaxS,pmin Dpmin0.009810.970.024 0.81030.196( MPa)P2Pn，所以取 D1 1195m。(6)驗證油層套管下到D32195m處是否會發(fā)生壓差卡套管p 0.00981pmaxS,pmin Dpmin0.009811.6 0.024 1.515951.94（ MPa）P3Pn，所以取 D3 2195m。2.3設(shè)計結(jié)果井身結(jié)構(gòu)設(shè)計表項目表層套管中間套管油層套管下深 m119515952195第3章套管校核3.1計算的相關(guān)公式某井段的最大外擠壓力Pcd

19、gD 10 3(3-1)式中：d為該井段所用泥漿的最大密度，g/cm 3 ； D為某段鋼級的下入深度，m ；某段鋼級套管的最大下入深度DndgSD10 3(3-2)MPa ； Sd為最小抗外擠安全系數(shù)，取1.125；套管浮力系數(shù)KB 1也 BPs式中：D為某段鋼級套管抗外擠強(qiáng)度,式中：s為某段所用鋼材的密度，取(3-3)7.85 g/cm安全系數(shù)抗擠安全系數(shù)Sc 1.125，抗拉安全系數(shù)St 1.8。3.2套管設(shè)計與校核油層套管（1）最大外擠載荷Pd 0.00981 dD3S=0.00981 1.9 1.125 219546.03（ MPa）表3-1油層套管參數(shù)表項目鋼級外徑mm內(nèi)徑mm均重N

20、/m抗擠強(qiáng)度MPa抗拉強(qiáng)度kN屈服強(qiáng)度kN第一段T-95139.7124.3248.1447.821352095第二段J-55139.7124.3248.1433.914631214D21616.68 （ m）dgSc 1.9 0.00981 1.125D1 L D22195 1616.68578.32 （ m）c-vo onN1 63.6 ,取 N64 根，貝U D1 64 9.1 582.4 （ m）9.1所以 D22195 582.4 1612.6 （ m ）177.2（根），取 N2 177 （根）1612.6N 29.1（2）校核第一段z11 9248.14 582.41-7.851

21、0 3 1.8 197.17kN1.9 0.00981 1612.630.06MPa30.06 10632095 100.139720.12434.6%查雙向應(yīng)力橢圓得96%抗拉強(qiáng)度變?yōu)?21350.962049.6kN>197.17kN，符合要求。第二段z2 248.1421951.91037.851.8743.11kN<1463kN，符合要求。中間套管(1) 最大外擠載荷pc10.00981 dD2Sc0.00981 1.271.125 159522.36 MPaP-rjZ-t1.27 0.00981 1.1251633"m，取 D21200m表3-2中間套管參數(shù)表項

22、目鋼級外徑mm內(nèi)徑mm均重N/m抗擠強(qiáng)度MPa抗拉強(qiáng)度kN屈服強(qiáng)度kN第一段C-75244.5222.4634.9425.745194190第二段C-95244.5224.4583.8822.947774840D2Pc2d gScD1 L D21595 1200395m395N1 - 43.4，取 N1 44 根貝U D144 9.1400.4mD21595 400.41194.6mN21194.69.1131.27，取 2131 （根）。(2)校核第一段z1634.94 400.41 凹 10 3 1.8 383.58 kN7.851.27 0.009811194.6 14.88 MPa10

23、634190 10314220.244520.2224214.882.9%第二段查雙向應(yīng)力橢圓得抗拉強(qiáng)度變?yōu)?z2 583.88 1194.698%45190.984428.62kN>383.58kN，符合要求。1.277.8510 31.8 383.581435.97kN<4777kN，符合要求。表層套管(1) 最大外擠載荷PcdgD1Sc 0.00981 1.27 1195 1.125 16.75 MPa表3-3表層套管參數(shù)表鋼級外徑mm內(nèi)徑mm壁厚mm均重N/m抗拉強(qiáng)度kN抗擠輕度MPaC-75339.7313.613.061050.95710817.9(2)校核1050.9

24、5 11951.277.8510 3 1.81894.86kN<7108kN，符合要求。N 1195131.32，取 N 131 根。9.1第 4 章 鉆具設(shè)計4.1鉆鋌的設(shè)計所需鉆鋌長度的計算公式式中：Lc弘嘰(4-1)qc© cosLc為所需鉆鋌長度，m ; Sn為安全系數(shù)，一般取Sn =1.15-1.25 ； Wmax為設(shè)計的最大鉆壓，kN ； qc為每米鉆鋌在空氣中的重力，kN m ; Kb為浮力系數(shù)；為井斜角度數(shù)，直井時0 ；計算鉆柱所受拉力的公式鉆柱所受拉力為P Lcqc Lpqbp 心(4-2 )式中：P為鉆柱所受拉力，kN ; Lc為鉆鋌長度，m ; qc為每米

25、鉆鋌在空氣中的 重力，kN m ； Lp為鉆桿長度，m ； qbp為每米鉆桿在空氣中的重力，kN m ；4.2鉆具的設(shè)計4.2.1 一次開鉆鉆具組合1鉆鋌長度的計算選鉆鋌：外徑 203.2 mm，內(nèi)徑 71.4 mm， qc 2190N/m又知：W40kN，Kbd 1.270.838， Sn1.27.85LcWSn401.226.15 mqcKb2.190.838N 2652.87，取N3根9.1因此Lc 39.127.3m2鉆桿長度計算選鉆桿：外徑139.7mm ，內(nèi)徑121.4mm， qbp319.71N/m ， E 級，F(xiàn)y 1945.06kN58.21MPa(1) 安全系數(shù)校核(2)

26、卡瓦擠毀校核(3) 拉力余量校核鉆桿長度為Fa10.9Fy0.9 1945.061346.58 kNSt1.30.9Fy0.9 1945.061.521151.68 kNFa30.9Fy MOP=0.9 1945.064001350.55 kNLpFa2qc LcK bqbpKb1151.68 2.19 27.3 0.8380.31971 0.8384107.9m>1200m實際鉆桿長度Lp 120027.3 1172.7m9.1128.87，取 N 128 根3鉆桿抗擠強(qiáng)度校核p外擠=0.00981 1.27 1172.7 1.125=16.44MPa< D，符合要求。二次開鉆鉆

27、具組合1 1200m 1400m 井段(1) 鉆鋌長度計算選鉆鋌：外徑203.2 mm，內(nèi)徑71.4 mm， qc2190N/m又知：W 240kN，Kb 1 1270.838，Sn7.851.2WSn qc K b240 1.22.19 0.838156.6 mN 156617.2，取 N 18根，貝U Lc 18 9.1163.8m9.1(2) 鉆桿長度計算選鉆桿：外徑 139.7 mm，內(nèi)徑 118.6 mm , qbp 360.59N/m , E 級,Fy 1945.06kND 58.21MPa(1 )安全系數(shù)校核Fa1駐a1St0.9 1945.061.31346.58 kN(2)

28、卡瓦擠毀校核0.9FyFa2y t0.9 1945.061190.85kN1.47(3) 拉力余量校核Fa3 0.9Fy MOP=0.9 1945.06 4001350.55 kN鉆桿長度為LpF a2qcLcKbqbpKb1190.85 2.19 163.8因此鉆桿實際長度Lp14000.8380.36059 0.838163.8 1236.2m1236.2135.85，取 N 135根。9.12936.7m>1400m(3) 鉆桿抗擠強(qiáng)度校核p 外擠=0.009811.271236.2 1.125=17.325MPa< D，符合要求。2 1400m 1600m 井段(1 )鉆鋌

29、長度計算選鉆鋌：外徑203.2mm，內(nèi)徑 71.4 mm， qc2190N/m又知：W 260kN，1.27c Kb 10.838， Sn1.27.85WS260 1.2LcN169.6 mqcKb2.19 0.838N 169618.64，取 N 19 根，貝U Lc 19 9.1172.9m9.1(2) 鉆桿長度計算選鉆桿：外徑 139.7 mm，內(nèi)徑 118.6 mm , qbp 360.59N/m , E 級,Fy 1945.06kND 58.21MPa(1 )安全系數(shù)校核0.9Fy""ST0.9 1945.061.31346.58 kN(2) 卡瓦擠毀校核a20.

30、9Fy0.9 1945.061471190.85 kN(3) 拉力余量校核0.9FyMOP=0.91945.064001350.55 kN鉆桿長度為LpFa2qc LcK bqbpK b1190.85 2.19 172.9 0.8380.36059 0.8382881.4m>1600m因此鉆桿實際長度Lp 1600 172.91427.1mN 晉 1562，取 N 156 根。(3) 鉆桿抗擠強(qiáng)度校核p外擠=0.00981 1.27 1427.1 1.125=20.003MPa< D，符合要求。三次開鉆鉆具組合選鉆鋌：外徑 171.5 mm，內(nèi)徑 57.2 mm， qc 1577N

31、/m又知：W180kN , Sn1.2，Kb5 0.787.85.wSnC qcKb180 1.21.577 0.78175.6 m19.3，取 N20根，則Lc9.1 20 182m2鉆桿長度計算選鉆桿：外徑127 mm,內(nèi)徑112mm，qbp 237.73N/m,E 級，F(xiàn)y 1760.13kND 68.96MPa(1 )安全系數(shù)校核Fa10.9Fy"ST0.91.31760.131218.68kN(2)卡瓦擠毀校核Fa20.9Fy0.9 1760.131.421115.68kN(3)拉力余量校核Fa30.9Fy MOP=0.9 1760.134001184.28 kN鉆桿長度為

32、LpFa2 口丄心1115.68 1.577 182qbpKb0.780.23773 0.784809.43m>2200m鉆桿實際長度Lp2200 1822018m20189.1221.76，取 N 221 根。3鉆桿抗擠強(qiáng)度校核p外擠=0.00981 1.75 2018 1.125=38.97MPa<，符合要求。4.3設(shè)計結(jié)果鉆具組合設(shè)計表項目鉆鋌外徑鉆鋌長度鉆桿外徑鉆桿長度mmmmmm一開203.227.3139.71172.7二開203.2172.9139.71427.1二開171.51821272018第5章鉆井液設(shè)計5.1鉆井液總體積的計算井筒內(nèi)鉆井液體積n2ViDi L

33、ii i 43.140.4442 1200 0.3112 400 0.2152 6004237.84 m3損耗量3V3237.84 120 0.2 71.57 m因此鉆井液總體積為V原漿=V1 V V 429.41 m35.2相關(guān)質(zhì)量的計算水的體積及土的質(zhì)量計算由V原漿V水m 土V水土,血=20代入數(shù)據(jù)得 V水=418.94 m3 , m土 =20947 kg原漿質(zhì)量計算m原漿=% m土 =439887 kg5.3鉆井液密度的轉(zhuǎn)換5.3.1 一次開鉆所需重晶石質(zhì)量m原漿 5重V原漿代入數(shù)據(jù)：1270439887 叫，得 m重=105.464 t429.41二次開鉆所需重晶石質(zhì)量二次開鉆鉆井液密

34、度不變，不需要加重。三次開鉆所需重晶石質(zhì)量m原漿 5重V原漿439887 105464 mi，,代入數(shù)據(jù)：1750一，得 m重=206.117 t429.415.4設(shè)計結(jié)果鉆井液設(shè)計參數(shù)表項目鉆井液總體積（m3）3泥漿密度（g/cm ）重晶石用量（t）一開429.411.27105.4641.2701.75206.117第6章水力參數(shù)設(shè)計6.1有關(guān)公式計算臨界井深計算公式1第一臨界井深DpcPra2.8mQrm(6-1)式中：Pr為泵的額定壓力,MPa ； Qr為額定排量，Ls ； a和m為相關(guān)系數(shù);2第二臨界井深(6-2)式中:Qa為使巖屑上返的最小泵排量，L s ；有關(guān)壓耗系數(shù)計算公式Kp

35、0.8 0.2 B d pv Lpdpi0.57503318dh dp dp dh(6-3)0.8 0.2 B d pv Lcdci0.57503318dh dc dc dh(6-4 )式中:0.8 0.2 Bd pv 48 dpi0.57503318dh dp dp dh(6-5 )d為鉆井液密度,g cm3 ； pV為鉆井液塑性粘度，Pa s ；Lp為鉆桿總長度,m ； B為常數(shù)，內(nèi)平鉆桿取B 0.51655； dpi為鉆桿內(nèi)徑,cm ； dp為鉆桿外徑,cm ； dh為井徑，cm ； Lc為鉆鋌長度，m ； dc為鉆鋌外徑,cm ; d®為鉆 鋌內(nèi)徑，cm ；6.2水力參數(shù)計算

36、表層套管水力參數(shù)設(shè)計1選泵：缸套直徑160 mm，理論排量26.97 L s，型號SL3NB 1000A 兩臺, 最大工作壓力pr 18.5MPa。已知 參數(shù)： d 1.27g cm3 ，“ 0.02Pa s， B 0.51655， d 12.14cm，dp 13.97cm，dc 20.32cm ，dci 7.14cm，dh 44.4cm，Lc 27.3m，C 0.962有關(guān)參數(shù):0.8 0.2 B m d pv0.575030.81.271.78 10查得Kg1.0710 3 MPaKc0.8 0.21 d pv lc0.81.276.23 10KgKcmLc第一臨界井深:Dfc3dh dp

37、dpdh0.020.21.8s L0.20.021.07Pr1.8dh27.3100.5165512.14480.5750330.433 58.371.80.575033dede dh0.516557.144.86.234100.5750324.083 64.721.81.78631027.3 1.74 101.9mQr1.818.56 1 81.9 1.78 1053.94.1031.78 10 61.743197 m因為D Dfc，所以有de4c0.081 Q2d 1a mD Qr1.8廠2'0.96218.50.081 1.27 53.9421.74 10 3 1.78 10 6

38、 120053.941.82.22em又知de3d2，代入數(shù)據(jù)得 d 1.28em3最大射流沖擊力Kf MJ °.9620 佃 0.048100 100Fj Kf . PrQ： a mD Q；80.04818.5 53.9421.74 10 1.78 10 6 120053.943'89.48kN中間套管水力參數(shù)設(shè)計1選泵：缸套直徑160 mm ,理論排量26.97 L s ,型號SL3NB 1000A 兩臺, 最大工作壓力pr 18.5MPa。已知參數(shù)： d1.27g cm3，pv 0.03Pas，B 0.51655， dpi 11.86cm，dp13.97cm， dc20

39、.32cm，dci7.14cm， dh 31.1cm， Lc172.9m，2有關(guān)參數(shù)計算0.8 d0.2 pvBdpi0.575033dh dpdp1.8dh0.81.270.20.030.516554.811.860.5750317.133 45.071.82.2410查得 Kg1.07103 MPa1.8 sL1.8Kc0.8 d0.2 L pv c0.575033dh dcdc dh1.81.270.80.030.2172.90.516557.144.80.5750310.783 51.421.8a KgKcmLc1.073104.3210 32.24 10 6 172.95.0 10

40、3第一臨界井深:DpcPra2.8mQ18 m18.56 182.8 2.24 1053.9435.0 1019m2.24 10第二臨界井深:Ks由公式si3edpdh1K1200 an2n 13n得到代入數(shù)據(jù)得0.07073dS32n 百1 n1200fnK dh dpn3n2n 13320.07070.61.250.53 1.271200040"40.2 17.13 .0.61.82.22.6 2.89 10V 0.160.21 m s最小排量為Qadp a3.14402 231.113.970.2112.73第二臨界井深為paPr2.8 mQ；.8m2.8 2.2418.510

41、 61.812.733102.24 10 628042 m因為Dpc DDpa，所以有QoptP2.8 a mD1.818.5362.8 5 102.24 10160040.13 L s20.0707ds s d 313d當(dāng)量直徑為de4 0.126 dQopt'prC24 0.126 1.27 40.132V 18.5 0.9621.97 cm又知de - 3d7代入數(shù)據(jù)得d 1.14 cm3最大水功率Pb2.8PrQopta mD Qopt18.5 40.1351032.24106 160040.132.8477.31 kW油層套管水力參數(shù)設(shè)計（一） 1600m-1800m 井段1

42、選泵：缸套直徑160 mm，理論排量26.97 L s，型號SL3NB 1300A 兩臺,最大工作壓力pr 24MPa。已知參數(shù)：d 1.75g. cm3 ，pV0.03Pa s ，B 0.51655， dpi 11.2cm ，dp12.7cm dc 17.15cm， dci 5.72cm， dh 21.5cm， Lc 182m，0.96， n 0.6，K 0.22有關(guān)參數(shù)計算0.8 0.2m d pvBd：i80.575033dh dp dp dh0.81.750.20.030.516550.575034.831.811.28.834.24.822 10查得Kg 1.0731.81.810

43、MPa s L0 8 0 2BK0L0.5750cdpv c. 4 8dcidhddcdc1.8dh1.7508 0.030'2 1820.516550.575035.724'84.353 38.651.821.826 103a Kg Kc mLc 1.07 101.826 1024.82210 6 1821.845 10 2第一臨界井深:DpcPra2.8mQ；.8 m第二臨界井深:242.8 3.726 10 653.941'82470 m1.845 104.822 1018.24a d dh18.241.75 21.50.48 m s最小排量為Qadhd； a40

44、3.142 221.512.70.484011.34L. s第二臨界井深為DpaPr a2.8mQ；.8 m241.845 106 1 82.8 4.822 1011.34 .4.822 1018640 m因為Dpc D Dpa，所以有1- 18Qopt2.8 a mDi18當(dāng)量直徑為de242.8 1.845 10 2 4.822 10 6 180024.47 L s4 0.126 1.75 24.47224 0.9621.56 cm又知de 3孑，代入數(shù)據(jù)得d 0.9 cm3最大鉆頭水功率PbprQopt2.8a mD Qopt24 24.471.845 10 2 4.822 106 18

45、0024.472.8377.57 kW（二） 1800m-2200m 井段1選泵：缸套直徑160 mm，理論排量26.97 L s，型號SL3NB最大工作壓力pr 24MPa。1300A 一臺,，dp 12.7cm，0.96，n 0.6，已知參數(shù)：d 1.9gcm3， pvdc 17.15cm，dciK 0.42有關(guān)參數(shù)計算0.8 0.2 Bm d pv4.8 dpi“ -0.80.21.90.045.45610 60.04Pa s， B 0.51655， dpi 11.2cm5.72cm，dh 21.5cm，Lc 182m，C0.57503318dh dpdp dh0.516550.575034.83i"811.28.834.2Kg第一臨界井深:第