定向鉆井鉆具組合

本文格式為Word版，下載可任意編輯——定向鉆井鉆具組合《鉆井工程》課程設(shè)計烏39井姓名專業(yè)班級油工61302學(xué)號202260043班級序號18指導(dǎo)教師張俊1井身布局1.1井身布局示意圖1.2井下繁雜處境提示地質(zhì)分層井深m繁雜處境提示備注K1tg7351.全井防塌、防卡、防掉牙輪。

2.全井防斜。

3.目的層防火、防噴。

4.全井防漏、防硫化氫。

5.烏爾禾組上部地層防泥巖縮徑。

6.烏爾禾組防井漏。

J1b1090T1b1610P2w2420P2x24501.3井身布局設(shè)計數(shù)據(jù)表開鉆次序井深m鉆頭尺寸mm套管尺寸mm套管下入地層層位套管下入深度m環(huán)空水泥漿返至井深m一開500381.0273.1K1tg500地面二開2450215.9139.7P2x245015001.4井身布局設(shè)計說明開鉆次序套管尺寸mm設(shè)計說明一開273.1一開采用Φ381.0mm鉆頭鉆至井深500m，下入Φ273.1mm表層套管，水泥漿返至地面。封隔地表和上部松散易塌地層，并未井口操縱和后續(xù)安好鉆井創(chuàng)造條件。

二開139.7二開使用Φ215.9mm鉆頭鉆至設(shè)計井深2450m，下入Φ139.7mm油層套管，固井水泥漿返至井深1500m。

1.5鉆機選型及鉆井主要設(shè)備序號名稱型號載荷（KN）功率（KW）備注一鉆機ZJ402250二井架JJ225/42-A22500三提升系統(tǒng)絞車JC32B735天車TC2-2252500游動滑車YC2502500大鉤DG2502500水龍頭SL2252250四頂部驅(qū)動裝置五轉(zhuǎn)盤ZP520B1六循環(huán)系統(tǒng)配置鉆井泵1#F-1300960鉆井泵2#F-1300960鉆井泵3#鉆井液罐13000×3000×2500總?cè)萘浚?96m3攪拌器NJ-7.512個七鉆機動力系統(tǒng)柴油機1#GV12V190B-3930柴油機2#GV12V190B-3930柴油機3#GV12V190B-3930八發(fā)電機組發(fā)電機1#PZ8V-190D-2300發(fā)電機2#PZ8V-190D-2300MCC房九鉆機操縱系統(tǒng)自動壓風(fēng)機2V6.5/12電動壓風(fēng)機2V6.5/12氣源凈打扮置剎車系統(tǒng)輔佐剎車十固控系統(tǒng)振動篩1#RCZ20002.21套振動篩2#2.2除砂器RCZ20001套除泥器離心機LW400×824十一加重裝置加重漏斗1套電動加重泵氣動下灰裝置1套十二井控系統(tǒng)雙閘板防噴器二開：2FZ35-35操縱裝置FKQ3204節(jié)流管匯JG-35壓井管匯YG-35液氣分開器YFQ-8001套除氣器CQ2-41套十三儀器儀表鉆井參數(shù)儀表八參數(shù)儀1套測斜儀單點測斜儀1套測斜絞車硫化氫檢測儀硬攜式1套固定式十四液壓大鉗1套2.鉆具組合設(shè)計2.1一開鉆具組合設(shè)計本井一開鉆井液密度為ρd=1.15g/cm3，最大鉆壓Wmax=100KN，鉆井深度D1=500m，井斜角為0°，鋼材密度取7.85g/cm3，安好系數(shù)取SN=1.2。

2.1.1選擇尺寸合作一開井眼直徑381mm，鉆頭尺寸選用直徑381.0mm，根據(jù)鉆頭與鉆柱尺寸合作關(guān)系，鉆鋌選用直徑為228.6mm的鉆鋌，鉆桿選用直徑為127mm的鉆桿。

2.1.2鉆鋌長度設(shè)計（1）計算浮力系數(shù)Kb=1-（ρd/ρs）=1-（1.15/7.85）=0.854（2）計算第一段鉆鋌長度本井選用NC61-90線密度qc=2.847kN/m，單根長度為9.1m的鉆鋌，根據(jù)中心點原那么該鉆鋌需用長度為：

Lc=SNWmax/(qcKb）=（1.2×100）/（2.847×0.854×1）=49.356mn=49.356/9.1=5.4根據(jù)庫存和防斜要求NC61-90鉆鋌實取6根，上接直徑為203.2mm的鉆鋌9根，直徑為177.8的鉆鋌12根，組成塔式鉆具組合。

（3）鉆鋌參數(shù)計算鉆鋌總長度為：Lc=Lc1+Lc2+Lc3=（6+9+12）×9.1=245.7m鉆鋌總浮重為：

Fmc=Kbcosα（Lc1qc1+Lc21qc2+Lc31qc3）=0.854×1×（6×2.847+9×2.19+12×1.606）×9.1=435.7kN2.1.3鉆桿強度設(shè)計本井鉆桿選用外徑127mm，壁厚為9.195mm，D級新鉆桿，其線密度=0.284kN/m，最小抗拉擠力Fy=1290.86kN，最小抗擠力為pc=50.96Mpa。

（1）計算最大安好靜拉力本井抗拉安好系數(shù)取St=1.3Fa=0.9Fy/SSt=0.9×1290.86/1.3=893.67kN（2）計算最大許用井深Lp=Fa/（qpKb）-Fmc/（qpKb）=(893.67-435.7)/（0.284×0.854）=1888.26m那么：Lp+Lc=1888.26+245.7=2133.96≥D1該鉆桿得志本井強度要求。

（3）抗外擠強度校核計算最大外擠力Pcmax=0.00981ρd(D1-Lc)=0.00981×1.15×（500-245.7）=2.869MPa抗外擠系數(shù)Sc=1.1，那么所需抗擠強度為：P=PcmaxSc=2.869×1.1=3.156Mpa2.1.4一開鉆具組合綜上所述，本井一開鉆具組合采用如下：Φ381.0mm鉆頭，Φ228.6mm鉆鋌3根，Φ203.2mm鉆鋌6根，Φ177.8mmmm鉆鋌12根,Φ127mm鉆桿。

2.2二開鉆具組合設(shè)計本井二開鉆具組合，井液密度為ρd=1.15g/cm3，最大鉆壓Wmax=160kN，鉆井深度D2=2450m，井斜角為0°，鋼材密度取7.85g/cm3，安好系數(shù)取SN=1.3。

2.2.1選擇尺寸合作二開井眼直徑215.9mm，鉆頭尺寸選用215.9mm鉆頭，根據(jù)鉆頭與鉆柱尺寸合作關(guān)系，鉆鋌選用158.8mm鉆鋌，鉆桿選用127mm鉆桿。

2.2.2鉆鋌長度設(shè)計（1）計算浮力系數(shù)=1-（ρd/ρs）=1-（1.15/7.85）=0.854（2）計算第一段鉆鋌長度本井選用NC-62（4IF），其線密度=1.212kN/m，單根長度為9.1m，根據(jù)中心點原那么該鉆鋌需用長度為：

Lc=SNWmax/(qcKb）=（1.2×160）/（1.212×0.854x1）=185.5mmn=185.5/9.1=20.38根據(jù)庫存和防斜要求NC-62（4IF）鉆鋌實取21根上接直徑為158.8mm的隨鉆震擊器，直徑為158.8mm的鉆鋌3根。

（3）鉆鋌參數(shù)計算鉆鋌總長度為：Lc=Lc1+Lc2+=（21+3）×9.1=218.4m鉆鋌總浮重為：

Fmc=Kbcosα（Lc1qc1+Lc21qc2）=0.854×1×218.4×1.212=226.05kN2.2.3鉆桿強度設(shè)計本井鉆桿選用外徑127mm，壁厚為9.195mm，D級新鉆桿，其線密度=0.284kN/m，最小抗拉擠力Fy=1290.86kN，最小抗擠力為pc=50.96Mpa。

（2）計算最大安好靜拉力本井抗拉安好系數(shù)取St=1.3Fa=0.9Fy/SSt=0.9×1290.86/1.3=893.67kN（2）計算最大許用井深Lp=Fa/（qpKb）-Fmc/（qpKb）=(893.67-218.4)/（0.284×0.854）=2784.21m那么：Lp+Lc=2784.21+218.4=3002.6m≥D2該鉆桿得志本井強度要求。

（3）抗外擠強度校核計算最大外擠力Pcmax=0.00981ρd(D1-Lc)=0.00981×1.15×（2450-218.4）=25.18MPa抗外擠系數(shù)Sc=1.1，那么所需抗擠強度為：P=PcmaxSc=25.18×1.1=27.69Mpa（4）鐘擺鉆具組合設(shè)計在二開井段展現(xiàn)易斜地層，需舉行防斜鉆具組合設(shè)計，本井采用鐘擺鉆具組合舉行防斜，根據(jù)井眼直徑選用215mm穩(wěn)定器，并計算其到鉆頭距離，如下：

計算鉆鋌截面軸慣性矩J=π/64（dc4-dci4）{dc-外徑d-內(nèi)徑}=π/64（0.15884-0.07144）=2.99×10-5計算水力半徑r=1/2（dh-dc）{-井徑dc-內(nèi)徑}=1/2（0.2159-0.0.1588）=0.02855m計算A,B,CA=π2qmsinα=π2×1.212×0.854×sin5°=0.8903B=82.04Wr=82.04×160×0.02855=374.76C=184.6π2EJr{E=205.94}=184.6×π2×205.94×2.99×10-5×0.02855=0.3203計算穩(wěn)定器鉆頭距離Lz=√((√(B2+4AC)-B)/2A)=(((374.762+4×0.8903×0.3203)0.5-374.76)/2/0.8903)0.5=0.029m其次穩(wěn)定器位置計算計算鉆鋌截面軸慣性矩J=π/64（dc4-dci4）{dc-外徑d-內(nèi)徑}=π/64（0.15884-0.07144）=2.99×10-5計算水力半徑C=1/2（dh-dc）{-井徑dc-內(nèi)徑}=1/2（0.2159-0.0.1588）=0.02855m其次穩(wěn)定器距離鉆頭最優(yōu)長度Lp=(16C×E/qm/sinα)0.25=（16×0.02855×205.94/1.212/0.854/sin5°）0.25