鉆井工程試題及答案

1、第四章試題及答案一、簡答題1. 影響鉆進速度的主要因素有哪些，哪些為可控制的因素？簡要分析這些可控因素對鉆進 速度的影響答：影響因素：地質(zhì)條件、巖層性質(zhì)和鉆井深度等客觀因素；鉆頭類型、鉆井液性能、水 力參數(shù)、鉆壓、轉(zhuǎn)速等可控變量矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。鉆頭類型：因不同的鉆頭類型適用于不同的地層，選擇好鉆頭可獲得高的機械鉆速鉆井液性能：密度增加會降低機械鉆速；粘度增加會降低機械鉆速，固相含量增加會降低機械鉆速，鉆井液的分散性增加鉆速降低聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。鉆壓：增加鉆壓，提高機械鉆速轉(zhuǎn)速：增加轉(zhuǎn)速，一般機械鉆速提高， 但當(dāng)鉆頭齒的接觸時間小于破碎巖石的接觸時間時，鉆速降低2. 寫出修正的楊格模式

2、鉆速方程，簡要分析該鉆速方程中所列因素對鉆進機械鉆速的影響規(guī)律答：楊格模式鉆速方程為： 1 PC 二 Kr（W - M）nCpCHpc1 C2h P H式中 ：pc鉆速， m/h;W鉆壓，kN;M 門限鉆壓，kN ；N 轉(zhuǎn)速，r/min ；K r、.J.、C2、C H、Cp、h 為無因次量鉆速方程考慮的因素對鉆進機械鉆速的影響規(guī)律如下：（1）巖石可鉆性：它包含了巖石強度，以及與可鉆性有關(guān)的鉆頭類型和泥漿性能等對鉆速的影響；可鉆性越大鉆速越高殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。（2）井底壓差：隨著井底壓差的增加鉆速減小（3） 單位鉆壓：隨著單位鉆壓的增加鉆速增加（4）轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速的增加鉆速增加 （5）水力凈化和

3、水力參數(shù)：隨著井眼凈化程度和水力能量的提高鉆速增加（6） 牙齒磨損：磨損量增加鉆速降低3. 什么是噴射鉆井？噴射鉆井能大幅度提高鉆速的主要原因是什么答：簡單地說噴射鉆井就是充分利用鉆井液通過噴射鉆頭所形成的高速射流的水力作用，以提高機械鉆速的一種鉆井方法 釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。噴射鉆井的一個顯著特點，是從鉆頭噴嘴中噴出強大的鉆井液射流它具有很高的噴射速度，具有很大的水力功率，它能給予井底巖屑一個很大的沖擊力，從而使巖屑及時迅速地離開井底，始終保持井底干凈 另當(dāng)鉆井液射流水力功率達(dá)到一定程度時，它還具有輔助鉆 頭機械破巖的作用，從而使機械鉆速更進一步地提高彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。計算題4. 某井用

4、直徑$ 200mm24l型鉆頭鉆進，鉆壓 W= 196kN,轉(zhuǎn)速n=70r/min,井底凈化條件較 好，鉆頭工作14h以后起鉆，已知Af=2.33 X 10-3.求牙齒磨損量 hf.謀養(yǎng)摶篋飆鐸懟類蔣薔。答：由表查得$ 200mm24l型鉆頭的有關(guān)系數(shù)為：-4-3乙=0.0167 Z 2=5.94 a 1=0.9 a 2=0.392 X 10 C 1=3 t f=14h Af=2.33 X 10n=70W=196kN廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。5. 某井用直徑$ 200mm21l型鉆頭鉆進，鉆壓W 196kN,轉(zhuǎn)速n=80r/min,鉆頭工作14h以后起鉆，軸承磨損到B6級，求軸承工作系數(shù) b.煢楨

5、廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。答：6.已知某井五點法鉆進試驗的結(jié)果如下表所示:實驗點123456鉆壓/ kN225254254196196225轉(zhuǎn)速/ (r min-1)70601201206070鉆速(m h-1)3132.546342430求該地區(qū)的門限鉆壓M和轉(zhuǎn)速指數(shù).答:7. 某井使用215.9mm鉆頭鉆進，噴嘴流量系數(shù)C= 0.96，井內(nèi)鉆井液密度為1.42g/cm3,排量為16L/s.若要求井底比水功率為0.418kW/cm2,且三個噴嘴中擬采用一個直徑為9mm另兩個為等徑.試求另兩個噴嘴的直徑，并計算射流水力參數(shù)和鉆頭水力參數(shù).鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。答：8. 某井鉆進215.9mm井眼，使用

6、127mm內(nèi)平鉆桿（內(nèi)徑 108.6mm） ,177.8mm鉆鋌（內(nèi)徑 71.4mm） 100m.測得鉆井液性能 p d=1.2g/cm3, " PV =0.022Pa s,Pg=0.34MPa,Q=22L/s.試求m a值及井深2000m時循環(huán)系統(tǒng)的壓力損耗.籟叢媽羥為贍債蟶練淨(jìng)。答:9. 條件同題5,求允許泵壓分別為 17.3MPa時鉆頭所可能獲得的壓降及相應(yīng)的噴嘴當(dāng)量直徑（噴嘴流量系統(tǒng)C= 0.96 ）和射流水力參數(shù).預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。答：10. 已知某井用215.9mm鉆頭鉆進，井眼擴大處井徑310mm鉆桿外徑127mm排量21L/S.鉆 井液密度1.16g/cm3,其范

7、氏粘度計600、300r/min的讀數(shù)分別為65、39.巖屑密度2.52 g/cm3，平均粒徑6mm試校核巖屑舉升效率.滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。答：11. 某井采用215.9mm鉆頭鉆進（噴嘴流量系數(shù) C= 0.98 ） , 177.8鉆鋌（內(nèi)徑71.4mm） 120m, 所用鉆桿為127mm內(nèi)平鉆桿（內(nèi)徑108.6mm）.井隊配備有兩臺 NB- 1000鉆井泵，根據(jù) 經(jīng)驗，對整個循環(huán)系統(tǒng)而言，地面泵壓以不超過18MPa較合適；Kg取值1.07 X 10- 3MPa- S1.8.預(yù)計鉆進到 4000m處鉆井液密度為 1.64g/cm3,塑性粘度 0.0047Pa s.試按最大鉆頭水功率方式對該井深處進行水力參數(shù)設(shè)計.要求環(huán)空返速不低于 0.7m/s.鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。答：12. 射流為什么能提高機械鉆速？當(dāng)鉆井泵處在額定泵壓狀態(tài)時（Ps=P）,試推導(dǎo)獲得最大鉆 頭水馬力（Nbmax）的條件.擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。答：射流沖到井底以后能產(chǎn)生兩種凈化井底的作用，其一是射流對巖屑的沖擊壓力作用，其二是射流在井底產(chǎn)生漫流對巖石起橫推作用，使巖屑迅速離開井底， 保持井底干凈，避免鉆頭重復(fù)破碎巖石.當(dāng)?shù)貙虞^軟時射流會產(chǎn)生直接的破巖作用，從而提高了鉆進速度.贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。當(dāng)泥漿泵處在額定泵壓狀態(tài)時 （Ps=Pr），鉆頭水功率可以用下式表示：Nb =K