【文章內(nèi)容簡介】 =1 Bsd???3?式中： 為某段所用鋼材的密度，取 。s?34．安全系數(shù)抗拉安全系數(shù) =。tS 按抗外擠強(qiáng)度設(shè)計由下向上選擇第一、二段套管的使用長度根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，查《鉆井手冊（甲方）》選擇第一段套管表31 第一段套管鋼級選擇 鋼級 外徑(mm)內(nèi)徑(mm)壁厚(mm)均重(N/m)抗拉強(qiáng)度(kN)抗內(nèi)壓強(qiáng)度(MPa)抗擠強(qiáng)度(MPa)管體屈服強(qiáng)度(kN)J55 .查《鉆井手冊（甲方）》選擇第二段套管 表 32 第二段套管鋼級選擇鋼級 外徑(mm)內(nèi)徑(mm)壁厚(mm)均重(N/m)抗拉強(qiáng)度(kN)抗內(nèi)壓強(qiáng)度抗擠強(qiáng)度管體屈服強(qiáng)度哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計11(MPa) (MPa) (kN)J55 根據(jù)以上數(shù)據(jù)求出第一、二段套管的使用長度。解：（1）對第一段油套進(jìn)行抗擠強(qiáng)度校核由公式（31）得 = gDS 10 = 169510 =(MPa)1cpd?D3? 3? 由表（31）可知： ()cMPa??所以 1cp?所以第一段油套滿足抗擠強(qiáng)度。（2）確定第一、二段套管的使用長度由公式（32）可知：D = = = （m）22310cdgs??????取 D =1400（m ），則第一段油套 =16951400=295(m)2 2LD?第一段套管使用根數(shù)為（根）實際取 33 根。第一段套管實際使用長度為=33=(m)1L第二段油套的使用根數(shù)為（根）..N???實際取 153 根。第二段套管實際使用長度為=153 =（m）2L?（3）對第二段油套進(jìn)行抗擠強(qiáng)度校核由公式（31）得 = gDS 10 = 10 =(MPa)2cpd?D3? 3? 由表（31）可知： 1.()cMPa??所以 2cp?所以第二段油套滿足抗擠強(qiáng)度。哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計12 油層套管的抗拉強(qiáng)度校核解：由公式（33 得） ????由表（31）知 16(/)cqNm則 ()BtctTWSqL kN??????由表（31）知 197()Tk??所以 ?所以第一段油層套管滿足抗拉強(qiáng)度。解：由公式（33 得） ????由表（32）知 2(/)cqNm則 3212()(()BtTWS kN?????????由表（32）知 27()Tk??所以 ?所以第二段油層套管滿足抗拉強(qiáng)度。 表層套管柱設(shè)計根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，查《鉆井手冊（甲方）》選擇表層套管 表33 表層套管鋼級選擇鋼級 外徑(mm)內(nèi)徑(mm)壁厚(mm)均重(N/m)抗拉強(qiáng)度(kN)抗內(nèi)擠強(qiáng)度(MPa)抗擠強(qiáng)度(MPa)管體屈服強(qiáng)度(kN)H40 323 哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計13判斷表層套管是否滿足要求解：（1）由公式（31）得 = gDS 10 =(MPa)3cpd?D3? 由表（31）可知： ()MPa??所以 所以表層套管滿足抗擠強(qiáng)度。3cp??（2）由公式（33 得） .??由表（33 ）知 , (/)cqNm?()TkN?由表（33）知 3142.()T?所以 所以表層套管滿足抗拉強(qiáng)度。3T?? 設(shè)計結(jié)果表 34 套管柱設(shè)計參數(shù) 項目套管層位井段m 鋼級 外徑(mm)內(nèi)徑(mm)壁厚(mm)均重(N/m)抗拉強(qiáng)度(kN)抗內(nèi)擠強(qiáng)度(MPa)抗擠強(qiáng)度(MPa)管體屈服強(qiáng)度(kN)表層套管 0355 H40 323 8 2406.5油層套管Ⅱ 3551100 J55 油層套管Ⅰ11001700 J55 4 1103.2哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計14第 4 章 鉆柱設(shè)計井眼內(nèi)鉆桿、巖芯筒和鉆頭或者鉆桿、鉆鋌和鉆頭的組合體,與井口鉆盤連接并被其轉(zhuǎn)動。鉆柱是鉆頭以上，水龍頭以下的鋼管柱的總稱。其主體包括方鉆桿，鉆桿，鉆鋌，各種連接接頭及穩(wěn)定器等井下工具。鉆鋌(drill collar)處在鉆柱的最下部，是下部鉆具組合的主要組成部分。其主要特點是壁厚大（一般為 38~53mm,相當(dāng)于鉆桿壁厚的 4~6 倍） ，具有較大的重力和剛度。鉆鋌在鉆井過程中主要起以下幾方面的作用：（1）給鉆頭施加鉆壓；（2）保證壓縮條件下的必要強(qiáng)度；（3）減輕鉆頭的振動、擺動、和跳動等，使鉆頭工作平穩(wěn)；（4）控制井斜。鉆桿是鉆孔工具中連接鉆頭、用以傳遞動力的桿件。 鉆柱通常的組成部分有：鉆頭、鉆鋌、鉆桿、穩(wěn)定器、專用接頭及方鉆桿。鉆柱的基本作用是：(1)起下鉆頭；(2)施加鉆壓； (3)傳遞動力；(4)輸送鉆井液；(5) 進(jìn)行特殊作業(yè)：擠水泥、處理井下事故等。鉆桿是尾部帶有縲紋的鋼管，用于連接鉆機(jī)地表設(shè)備和位于鉆井底端鉆磨設(shè)備或底孔裝置。鉆桿的用途是將鉆探泥漿運送到鉆頭，并與鉆頭一起提高、降低或旋轉(zhuǎn)底孔裝置。鉆桿必須能夠承受巨大的內(nèi)外壓、扭曲、彎曲和振動。在油氣的開采和提煉過程中，鉆桿可以多次使用。鉆頭（zu224。nt243。u）是用以在實體材料上鉆削出通孔或盲孔，并能對已有的孔擴(kuò)孔的刀具。常用的鉆頭主要有麻花鉆、扁鉆、中心鉆、深孔鉆和套料鉆。擴(kuò)孔鉆和锪鉆雖不能在實體材料上鉆孔，但習(xí)慣上也將它們歸入鉆頭一類。 挖坑作業(yè)時，鉆頭繞立軸旋轉(zhuǎn)，同時作軸向移動。土壤在鉆頭的扭矩和軸向力作用下被切削，在工作葉片的擠壓和離心力作用下被破壞并搗松碎，形成土流壓向坑壁，同時沿頁面升運到地表。當(dāng)土流運動到無坑壁阻擋處時，由于離心力作用碎土被拋到坑的周圍，完成整個挖坑過程。哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計15 鉆鋌的設(shè)計根據(jù)鉆頭直徑選擇鉆鋌外徑，鉆鋌長度取決于選定的鉆鋌尺寸與所需鉆鋌重量。 所需鉆鋌長度的計算公式 L = cNBWSqK? ??41?式中：W 為設(shè)計最大鉆壓，kN； 為安全系數(shù), 此取 S = ；K 為鉆井NB液浮力系數(shù) ； 為所需鉆鋌的長度, m ； 為每次開鉆所需鉆鋌單位長度 ， cLc重量，N /m； 為每次開鉆所需鉆鋌的根數(shù) ，每根鉆鋌的長度 m 。 計算鉆柱所受拉力的公式 P= ????BcCKqL????42?式中：p 鉆柱所受拉力，kN ；L 為鉆鋌長度, m ；q 為鉆鋌單位長度重量，N c/m； L 為鉆桿長度 , m ； q 為鉆桿單位長度重量，N/ m； p = gL 外 籍 ?d ??43?式中： 為鉆桿所受外擠壓力，MPa ； 為最小鉆井液密度，g/cm 。 外 擠p 鉆鋌、鉆桿長度的計算 一次開鉆鉆具組合0—355m1．鉆鋌長度的確定查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆鋌，選用鉆鋌：NC5680,鉆鋌外徑 ，內(nèi)徑 ，均重 q =2190N/m,W=140KN,求鉆鋌的使用長度。 c解： K =1 =1Bsd??由公式 得：??4?鉆鋌長度為L = =cNBWSqK? ????哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計16鉆鋌根數(shù)為，cN??..1?根從而實際用 10 根鉆鋌，鉆鋌實際長度為L = 10= 91(m)c實 ?2．鉆桿長度計算查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆桿： 鉆桿外徑 ，內(nèi)徑 ，鋼級 D 級，鉆桿 F =，按最y小屈服強(qiáng)度計算 ；最小抗擠壓力為 （kN）；均重 q = ? /m,MOP 為拉力余量，一般取 200——500kN，安全系數(shù)為 S =。求鉆t桿的使用長度。解：由書中查得 ，取 MOP=300kN，??最大安全靜拉： 安全系數(shù)法：F = = （kN）??設(shè)計系數(shù)法：F = = =(kN)a??yt?..16拉力余量法：F = MOP= =(kN)ay?按最小原則取 F =(kN)由公式（42）得L= （m）???井中鉆桿長度35591=264m根數(shù) N= ()根取 N=29 根則鉆桿實際長度為 合格29.=3..m??。最大許用抗擠強(qiáng)度 =（MPa)c?(MPa)，????外 擠哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計17而 =（MPa)c? p外 擠故安全校核所選鉆鋌及鉆桿滿足要求 二次開鉆鉆具組合355—1100m查《鉆井手冊（甲方） 》選擇鉆鋌，選用鉆鋌：NC5070,鉆鋌外徑 187mm，內(nèi)徑 ，長度為 ，均重 =,W=140KN，求鉆鋌使用長度。cq解： K =1 =1Bsd??由公式 得：??41?鉆鋌長度為L = =cNBWSqK? ????鉆鋌根數(shù)為，.?根從而實際用 14 根鉆鋌，鉆鋌實際長度為L = 14= (m)c實 ?鉆桿長度計算查《鉆井手冊（甲方） 》選擇鉆桿：鉆桿外徑 127mm，內(nèi)徑 ，鋼級 D 級，按最小屈服強(qiáng)度計算 ；最小抗擠壓力為 （kN）；?q=，求鉆桿長度。解：由書中查得 ，取 MOP=300kN，.yt?最大安全靜拉： 安全系數(shù)法：F = = （kN）??設(shè)計系數(shù)法：F = = =(kN)a??yt?..16哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計18拉力余量法：F = MOP= 300=(kN)ay?按最小原則取F =(kN)a由公式（42）得L= （m）()???井中鉆桿長度=（m）根數(shù)N= .()?根取 N=106 根則鉆桿實際長度為 合格106.=.()m??。最大許用抗擠強(qiáng)度 =（MPa)c?(MPa)，????外 擠而 =（MPa)c p外 擠故安全校核所選鉆鋌及鉆桿滿足要求1100—1700m(1)鉆鋌長度的確定查《鉆井手冊（甲方） 》選擇鉆鋌：選用鉆鋌：NC5070,鉆鋌外徑 178mm，內(nèi)徑，長度為 ,均重 q =,W=140KN,求鉆鋌的使用長度。c解： K =1 =1Bsd?? 由公式 得：??41? 鉆鋌長度為L = =cNBWSqK? ???? 鉆鋌根數(shù)為，.?根哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計19從而實際用 14 根鉆鋌，鉆鋌實際長度為L = 14= (m)c實 ?（2）鉆桿長度計算及安全校核查《鉆井手冊（甲方） 》選擇鉆桿：鉆桿外徑 127mm，內(nèi)徑 ，鋼級 D 級，按最小屈服強(qiáng)度計算 ；最小抗擠壓力為 （kN）；?q=，求鉆桿長度。解：由書中查得 ，取 MOP=300kN，.yt?最大安全靜拉： 安全系數(shù)法：F = = （kN）??設(shè)計系數(shù)法：F = = =(kN)a??yt?..16拉力余量法：F = MOP= 300=(kN)ay?按最小原則取F =(kN)a由公式（42）得L= （m）()???井中鉆桿長度=（m）根數(shù)N= ()?根取 N=172 根則鉆桿實際長度為 合格172.=.()3.()m??。