《鉆井工程理論與技術(shù)》課后題答案

第一章鉆井的工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)述地層沉積欠壓實(shí)產(chǎn)生特別高壓的機(jī)理。公認(rèn)的成因是由于沉積物快速沉降，壓實(shí)不均勻造成的。所支撐的那局部上覆巖層壓力，從而導(dǎo)致了特別高壓。dc指數(shù)隨井深變化的規(guī)律。度隨井深的增加而減?。宦暡〞r(shí)差隨井深的增加而減??；dc指數(shù)隨井深的增加而增大。2023m25MPa，求地層壓力當(dāng)量密度。解： Ph h

20231.276(g/cm3)1.276g/cm32500m1.18g/cm327.5MPa，求井底壓差。解：PPPb h

gh27.525001.180.0098127.51.44MPa1.44MPa。3200m23.1MPa，求產(chǎn)層的地層壓力梯度。解：G Ph h

H23.132000.0072MPa/m答：產(chǎn)層的地層壓力梯度0.0072MPa/m。9.巖石硬度與抗壓強(qiáng)度有何區(qū)分？答：巖石硬度是巖石外表的局部抵抗外力壓入的力氣，抗壓強(qiáng)度則是巖石整體抗壓的力氣。10.〕巖石的塑性系數(shù)是表征巖石塑性和脆性大小的參數(shù)；〔2〕脆性巖石在壓入裂開(kāi)時(shí)的特性：只有彈性為變形無(wú)塑性變形；裂開(kāi)；塑性巖石在壓入裂開(kāi)時(shí)的特性：只有塑性變形而無(wú)脆性裂開(kāi)。14.什么時(shí)巖石的可鉆性？我國(guó)石油部門(mén)承受什么方法評(píng)價(jià)巖石的可鉆性？將地層按可鉆性分為幾級(jí)嗎？〕巖石的可鉆性是指巖石裂開(kāi)的難易性，它反映了巖石抵抗鉆頭的裂開(kāi)力氣。〔2〕31.75mm889.66N55r/min的鉆進(jìn)參數(shù)，在巖樣上鉆三個(gè)孔，2.4mm，取三個(gè)孔鉆進(jìn)時(shí)間的平均值為巖樣的鉆時(shí)，對(duì)鉆時(shí)取以2為底的對(duì)數(shù)值作為該巖樣的可鉆性級(jí)值K，一般K

取整數(shù)值。d d〔3〕10級(jí)。其次章1.評(píng)價(jià)鉆頭性能的指標(biāo)有哪幾項(xiàng)？答：評(píng)價(jià)鉆頭性能的指標(biāo)有鉆頭進(jìn)尺、鉆頭工作壽命、鉆頭平均機(jī)械鉆速。銑齒牙輪鉆頭和鑲齒牙輪鉆頭有哪些不同嗎？齒牙輪鉆頭是在牙輪上鉆出孔后，將硬質(zhì)合金齒鑲?cè)肟字?，有多種齒形。國(guó)產(chǎn)三牙輪鉆頭有哪幾個(gè)系列？試解釋81/2HP5的含義。答：國(guó)產(chǎn)三牙輪鉆頭有以下八個(gè)系列，分別為一般三牙輪鉆頭Y、噴射式三牙輪鉆頭P、滾動(dòng)密封軸承噴射式三牙輪鉆頭MP、滾動(dòng)密封軸承保徑噴射式三牙輪鉆頭MPB、滑動(dòng)密封軸承噴射式三牙輪鉆頭HP、滑動(dòng)密封軸承保徑噴射式三牙輪鉆頭HPB、鑲硬質(zhì)合金齒滾動(dòng)密封軸承噴射式三牙輪鉆頭XMP、鑲硬質(zhì)合金齒滑動(dòng)密封軸承噴射式三牙輪鉆頭XH。81/2HP5：13.PDC的含義是什么？有哪些特點(diǎn)？答：PDC的含義是聚晶金剛石復(fù)合片，它是以金剛石粉為原料，參與粘結(jié)劑在高溫高壓下35OC沖擊力氣差。18.鉆柱主要由哪幾個(gè)局部組成？其主要功用有哪些嗎？〕鉆柱主要由方鉆桿、鉆桿段和下部鉆具組合三大局部組成?！?〕它主要功能有為鉆井液流淌通道、給鉆頭供給鉆壓、傳遞扭矩、起下鉆頭、計(jì)量井深、觀看和了解井下?tīng)顩r、進(jìn)展其它特別作業(yè)、鉆桿測(cè)試。20為什么鉆柱下部使用鉆鋌而不使用鉆桿？壓、保證壓縮條件下的必要強(qiáng)度、減輕鉆頭的振動(dòng)、搖擺和跳動(dòng)等、把握井斜。井下鉆柱受到哪些力作用？最主要的作用力是什么？〔1〕井下鉆柱受到自重產(chǎn)生的拉力、鉆壓產(chǎn)生的壓力、鉆井液的浮力、摩擦阻力、循環(huán)壓降產(chǎn)生的附加拉力、起下鉆時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷、扭矩、彎曲應(yīng)力、離心力、外擠力、振動(dòng)產(chǎn)生的交變應(yīng)力；〔2〕最主要的作用力是軸向力。何謂鉆柱中性點(diǎn)？為什么要保證中性點(diǎn)落在鉆鋌上？近會(huì)產(chǎn)生拉壓交變載荷，所以在鉆柱設(shè)計(jì)中，中性點(diǎn)要落在剛度大，抗彎力氣強(qiáng)的鉆鋌上，而不能落在強(qiáng)度較弱的鉆桿上。在條件允許的狀況下，為什么要盡可能選用大尺寸的鉆柱？答：使用大尺寸的鉆柱具有以下優(yōu)點(diǎn)：一、可用較少鉆鋌滿(mǎn)足所需鉆壓的要求，削減鉆鋌，頭工況；三、鉆鋌和井壁的間隙較小，可削減連接局部的疲乏破壞；四、有利于防斜。什么叫復(fù)合鉆柱，使用復(fù)合鉆柱有何優(yōu)點(diǎn)？〕復(fù)合鉆柱是承受不同尺寸、或不同壁厚、或不同鋼級(jí)的鉆桿組成的鉆桿柱?！?〕確定鉆機(jī)負(fù)荷力氣下鉆達(dá)更大的井深。什么叫最大安全靜拉載荷?如何確定鉆柱的最大安全靜拉載荷？〔〕最大安全靜拉載荷是指允許鉆桿所承受的由鉆柱重力引起的最大載荷?！?〕目前確定鉆柱的最大安全靜拉載荷的方法有三種：安全系數(shù)法、設(shè)計(jì)系數(shù)法拉載荷。某井用91/2in7in〔q=1632N/和5in〔=284.N/180K，1.28g/cm3，試計(jì)算所需要鉆鋌長(zhǎng)度。解：K 1d11.280.836B 7.8sL SNWmax

1.18180 155.68(m)c qK cos 1.6320.836c B10m16根。160m。井深Dv=1500m，鉆壓W=14t1.38g/cm3，鉆具構(gòu)造為：81/2in鉆頭+61/2in200m(qc=136.24kg/m)+5in1300m(qc=29.04kg/m)。求中性點(diǎn)所在井深。1〕浮力系數(shù):KB

1dds

11.380.823 P87、式〔2-3〕7.8N

Wq Kc

14103

124.86(m) P88〔2-7〕〔3〕中性點(diǎn)所在井深：D Lv N1375.14m處。第四章鉆進(jìn)參數(shù)優(yōu)選

1500124.861375.14(m)2B6b。解：軸承磨損到B6級(jí)，表示軸承磨損了6/8。 參考P141、例4-2dB 1

W1.5Ndt b

P133、式〔4-15〕nW1.5t 801961.514軸承工作系數(shù):b 4.1106B 0.75f第五章井眼軌跡把握垂直投影圖和垂直剖面圖有何區(qū)分？垂直投影圖是將井眼軌跡這條空間曲線投影在鉛垂平面上所得垂直剖面圖。引起井斜的鉆具緣由中最主要的兩個(gè)因素是什么？他們又與什么因素有關(guān)？鉆具導(dǎo)致井斜的主要因素是傾斜和彎曲。相關(guān)因素：1〕鉆具和井眼直接由間隙，為鉆具傾斜彎曲制造條件由于鉆壓作用，下部鉆具受壓后必將靠向井壁一側(cè)從而發(fā)生傾斜依據(jù)設(shè)備時(shí)，天車(chē)、有車(chē)、轉(zhuǎn)盤(pán)不在一條鉛垂線上轉(zhuǎn)盤(pán)安裝不平井徑擴(kuò)大如何引起井斜？如何防止井徑擴(kuò)大？頭軸向和井眼軸線不重合，導(dǎo)致井斜。大，同時(shí)通過(guò)調(diào)整鉆井液性能，使用具有很好護(hù)壁性能的鉆井液滿(mǎn)眼鉆具組合把握井斜的原理是什么？它能使井斜減小嗎？井眼垂直。它不能使井斜減小。BHA是什么意思？它有什么用途？底部鉆具組合，它是鉆頭+馬達(dá)+扶正器+加重鉆桿〔具〕等除了一般鉆桿的井底總成。作用：它可以造斜、扭方位。可以使鉆頭傾斜，使鉆井眼不斷偏離原井眼，還可以使鉆頭實(shí)現(xiàn)切向切削，同樣使鉆井眼偏離原井眼。軌跡把握的三個(gè)階段的主要任務(wù)各是什么？三個(gè)階段的主要任務(wù)為：1〕打好垂直井段：實(shí)鉆軌跡盡可能鉛垂，井斜角盡量小把好定向造斜關(guān)：把握好定向造斜段的方位跟蹤把握到靶點(diǎn)：不斷使用各種造斜工具盒鉆具組合，使井眼軌跡離開(kāi)設(shè)計(jì)軌道“不要水平井的難度主要表現(xiàn)在哪些方面？引起這些難度的緣由是什么？水平井難度主要表現(xiàn)在：1〕水平井的軌跡把握要求高、難度大2〕管柱受力簡(jiǎn)潔鉆井液密度選擇范圍變小，簡(jiǎn)潔消滅井漏和井涌巖屑攜帶困難井下纜線作業(yè)困難保證固井質(zhì)量難度大完井方法選擇和完井工藝難度大引起這些難度的緣由是：井眼井斜角大，井眼曲率大。34.井斜方位角與象限角的換算〔1〕方位角：50，90，175，200，315，0o象限角：N50oE，N90oES5oE，S20oW，N45oWN0o〔2〕象限角： S13.5oE，

N33oW方位角：

327o3滿(mǎn)眼鉆具組合扶正器最優(yōu)距離計(jì)算h ＝216mm＝214mm＝178mmP〔75mm，E=20.5841010Pa

，d＝1.33kg/；設(shè)計(jì)允許最大井斜角〔3o。試求該組合的中扶正器距離鉆頭的最優(yōu)距離。)2C解：據(jù)P18、式5-3，可以參考5-：)2C(d dh s

(0.2160.215)20.0005(m)E20.5941010Pa20.594107kN/m2J (d464 c

d4)ci

(1784754)10124.77105(m4)64〔P183、例5-2〕

1.33dq dm

) (0.17820.0752)7.89.8(1 )1.30(kN/m) 4 7.8s∴4116CEJ 1 160.000520.59410417

4.771054Lpq sin

1.30sin3

5.83mm m5.83m第六章 油氣井壓力把握在鉆井中，確定鉆井液密度的主要依據(jù)是什么？其重要意義是什么？答：在鉆井中，確定鉆井液密度的主要依據(jù)是地層孔隙壓力與地層裂開(kāi)壓力。造成溢流，發(fā)生井噴；鉆井液密度應(yīng)不大于地層裂開(kāi)壓力當(dāng)量密度，以避開(kāi)壓漏地層井漏。在實(shí)際鉆井中，如何處理平衡壓力鉆井與安全鉆井的關(guān)系？壓力系統(tǒng)平衡，有利于解放鉆速，保護(hù)油氣層，并能安全鉆進(jìn)。但是在一些井眼不穩(wěn)定的井裂壓力。7．簡(jiǎn)述地層流