【文章內(nèi)容簡介】 第4章 鉆柱設(shè)計(jì) 鉆柱設(shè)計(jì)原理 所需鉆鋌長度的計(jì)算公式 （41）式中：為所需鉆鋌長度，；為安全系數(shù)，一般取=；為設(shè)計(jì)的最大鉆壓，；為每米鉆鋌在空氣中的重力。為浮力系數(shù)；為井斜角度數(shù)，直井時(shí)；鉆柱所受拉力為 （42）式中：為鉆柱所受拉力，；為鉆鋌長度，；為每米鉆鋌在空氣中的重力，；為鉆桿長度，；為每米鉆桿在空氣中的重力，； 鉆柱的設(shè)計(jì) 一次開鉆鉆柱組合井段1. 鉆鋌長度的確定查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆鋌,，均重。此時(shí)，最大鉆壓，則鉆鋌長度為，所用根數(shù)為。從而實(shí)際用4根鉆鋌，鉆鋌實(shí)際度為。2. 鉆桿長度計(jì)算及安全校核鉆桿長度根數(shù)，實(shí)際取18根。查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆桿，鉆桿外徑127mm，均重,鋼級E級，鉆桿抗拉強(qiáng)度，抗擠強(qiáng)度，安全系數(shù)為，抗擠安全系數(shù)。計(jì)算最大安全靜拉載荷為：① 安全系數(shù)法② 設(shè)計(jì)系數(shù)法：選取卡瓦長度，則 ③ 拉力余量法：取拉力余量 比較三種安全校核知設(shè)計(jì)系數(shù)法計(jì)算的值最小，作為抗拉安全強(qiáng)度。則鉆桿許用長度為實(shí)際鉆桿長度 根數(shù)，實(shí)際取18根。 校核鉆桿抗擠強(qiáng)度：一開時(shí)鉆桿下部所受最大拉力為下部鉆鋌浮重： 按照雙向應(yīng)力校核鉆桿抗擠強(qiáng)度，查《石油工程》圖雙向應(yīng)力橢圓可知，因此，鉆桿受拉后抗擠強(qiáng)度降低為：由于，所以滿足抗擠強(qiáng)度。 二次開鉆鉆具組合井段1. 鉆鋌長度的確定查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆鋌,，均重。此時(shí)，最大鉆壓，則鉆鋌長度為，所用根數(shù)為。從而實(shí)際用7根鉆鋌，鉆鋌實(shí)際度為。2. 鉆桿長度計(jì)算及安全校核查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆桿，鉆桿外徑127mm，均重,鋼級E級，鉆桿抗拉強(qiáng)度，抗擠強(qiáng)度，抗拉安全系數(shù)為，抗擠安全系數(shù)。計(jì)算最大安全靜拉載荷為：①安全系數(shù)法②設(shè)計(jì)系數(shù)法：選取卡瓦長度，則 ③ 拉力余量法：取拉力余量 比較三種安全校核知設(shè)計(jì)系數(shù)法計(jì)算的值最小，作為抗拉安全強(qiáng)度。則鉆桿許用長度為實(shí)際鉆桿長度 根數(shù)，實(shí)際取191根。 校核鉆桿抗擠強(qiáng)度：二開時(shí)鉆桿下部所受最大拉力為下部鉆鋌浮重： 按照雙向應(yīng)力校核鉆桿抗擠強(qiáng)度，查《石油工程》圖雙向應(yīng)力橢圓可知，因此，鉆桿受拉后抗擠強(qiáng)度降低為：由于，所以滿足抗擠強(qiáng)度。 三次開鉆鉆具組合井段1. 鉆鋌長度的確定查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆鋌,，均重。此時(shí)，最大鉆壓，則鉆鋌長度為，所用根數(shù)為。從而實(shí)際用23根鉆鋌，鉆鋌實(shí)際度為。2. 鉆桿長度計(jì)算及安全校核查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆桿，，均重,鋼級E級，鉆桿抗拉強(qiáng)度，抗擠強(qiáng)度，抗拉安全系數(shù)為，抗擠安全系數(shù)。計(jì)算最大安全靜拉載荷為：①安全系數(shù)法②設(shè)計(jì)系數(shù)法：選取卡瓦長度，則 ③ 拉力余量法：取拉力余量 比較三種安全校核知拉力余量法計(jì)算的值最小，作為抗拉安全強(qiáng)度。則鉆桿許用長度為根數(shù)，實(shí)際取204根，實(shí)際長度，由于鉆鋌與鉆桿之和所以需要增加一段較高強(qiáng)度的鉆桿方能達(dá)到設(shè)計(jì)井深。查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆桿，，均重,鋼級E級，鉆桿抗拉強(qiáng)度，抗擠強(qiáng)度，抗拉安全系數(shù)為，抗擠安全系數(shù)。計(jì)算最大安全靜拉載荷為：①安全系數(shù)法②設(shè)計(jì)系數(shù)法：選取卡瓦長度，則 ③ 拉力余量法：取拉力余量比較三種安全校核知拉力余量法計(jì)算的值最小，作為抗拉安全強(qiáng)度。則鉆桿許用長度為，已超過井口。第二級鉆桿實(shí)際長度根數(shù)，實(shí)際取134根。 校核鉆桿抗擠強(qiáng)度：二開時(shí)鉆桿下部所受最大拉力為下部鉆鋌浮重： 按照雙向應(yīng)力校核鉆桿抗擠強(qiáng)度，查《石油工程》圖雙向應(yīng)力橢圓可知，因此，鉆桿受拉后抗擠強(qiáng)度降低為：由于，所以滿足抗擠強(qiáng)度。 鉆柱設(shè)計(jì)結(jié)果 表4—1 鉆柱設(shè)計(jì)結(jié)果項(xiàng)目井段（m）鉆頭尺寸（mm）鉆鋌外徑mm）鉆鋌長度鉆桿外徑（mm）鉆桿長度（mm）一開0200二開2001800127三開18003280二開18003280127 第5章 鉆井水力參數(shù)的設(shè)計(jì) 鉆井水力參數(shù)的計(jì)算公式 確定最小排量 （51）式中：Va為最低環(huán)空返速，m/s； 分別為井徑和鉆柱外徑，cm； Qa為攜巖屑的最小排量，L/s。 獲得最大鉆頭水功率時(shí)臨界井深計(jì)算公式1. 第一臨界井深 （52）式中：為泵的額定壓力，； 為額定排量，； 和為相關(guān)系數(shù)。2. 第二臨界井深 （53）式中：為使巖屑上返的最小泵排量，； 有關(guān)壓耗系數(shù)計(jì)算公式 （54） （55） （56） （57） （58） 式中：為鉆井液密度,； 為鉆井液塑性粘度,； 和分別為地面高壓管線、立管、水龍帶、方 鉆桿的長度和內(nèi)徑，長度單位為m，內(nèi)徑單位為cm。 為鉆桿總長度,； 為常數(shù)，內(nèi)平鉆桿??； 為鉆桿內(nèi)徑,； 為鉆桿外徑,； 為井徑,； 為鉆鋌長度，； 為鉆鋌外徑,； 為鉆鋌內(nèi)徑,； 水力參數(shù)計(jì)算 一開水力參數(shù)設(shè)計(jì) 查得的已知參數(shù)：，，，，，，， ，1. 確定最小排量、最大允許排量及選泵： 已知 環(huán)空最小返速,最大返速。 最小排量： 最大排量： 選擇缸套直徑為的型號為SL3NB—1300A的鉆進(jìn)泵兩臺并聯(lián)使用，因此額定排量為，額定泵壓為。2 . 有關(guān)參數(shù)計(jì)算由公式（54）可知由公式（56）可知 由公式（57）可知 由公式（58）可知 第一臨界井深： 第二臨界井深： 井段在第一臨界井深之外，因此。鉆頭壓降 鉆頭水功率 比水功率 噴嘴當(dāng)量直徑： 若安裝三個(gè)等徑噴嘴，則每個(gè)噴嘴直徑： 二開水力參數(shù)設(shè)計(jì)查得已知參數(shù)：，， ，，，，，， ，1. 確定最小排量、最大允許排量及選泵： 已知 環(huán)空最小返速,最大返速。 最小排量： 最大排量： 選擇缸套直徑為的型號為SL3NB—1300A的鉆進(jìn)泵兩臺并聯(lián)使用，因此額定排量為，額定泵壓為。2 . 有關(guān)參數(shù)計(jì)算由公式（54）可知由公式（56）可知 由公式（57）可知 由公式（58）可知 第一臨界井深： 第二臨界井深： （1） .井段，在第一臨界井深之外，因此。鉆頭壓降 鉆頭水功率 比水功率 噴嘴當(dāng)量直徑： 若安裝三個(gè)等徑噴嘴，則每個(gè)噴嘴直徑： （2）當(dāng)調(diào)整時(shí)，所對應(yīng)的井深 鉆頭壓降 鉆頭水功率 比水功率 噴嘴當(dāng)量直徑： 若安裝三個(gè)等徑噴嘴，則每個(gè)噴嘴直徑： （3），所對應(yīng)的井深 鉆頭壓降 鉆頭水功率 比水功率 噴嘴當(dāng)量直徑： 若安裝三個(gè)等徑噴嘴，則每個(gè)噴嘴直徑： （4）更換缸套直徑，選擇缸套直徑為的型號為SL3NB—1300A的鉆進(jìn)泵兩臺并聯(lián)使用，因此額定排量為，額定泵壓為。第一臨界井深： 第二臨界井深： ①井段，在第一臨界井深之外，因此。鉆頭壓降 鉆頭水功率 比水功率 噴嘴當(dāng)量直徑： 若安裝三個(gè)等徑噴嘴，則每個(gè)噴嘴直徑： ②當(dāng)調(diào)整時(shí)，所對應(yīng)的井深 鉆頭壓降 鉆頭水功率 比水功率 噴嘴當(dāng)量直徑： 若安裝三個(gè)等徑噴嘴，則每個(gè)噴嘴直徑： （5）更換缸套直徑，選擇缸套直徑為的型號為SL3NB—1300A的鉆進(jìn)泵兩臺并聯(lián)使用，因此額定排量為，額定泵壓為。第一臨界井深： 第二臨界井深： ①井段，在第一臨界井深之外，因此。鉆頭壓降 鉆頭水功率 比水功率 噴嘴當(dāng)量直徑： 若安裝三個(gè)等徑噴嘴，則每個(gè)噴嘴直徑： ②當(dāng)調(diào)整時(shí)，所對應(yīng)的井深 已超過中間套管井段，取鉆頭壓降 鉆頭水功率 比水功率 噴嘴當(dāng)量直徑： 若安裝三個(gè)等徑噴嘴，則每個(gè)噴嘴直徑： 三開水力參數(shù)設(shè)計(jì)查得已知參數(shù)： ，，，，，，，， 。 1. 確定最小排量、最大允許排量及選泵： 已知 環(huán)空最小返速,最大返速。 最小排量： 最大排量： 選擇缸套直徑為的型號為SL3NB—1300A的鉆進(jìn)泵一臺使用，因此額定排量為，額定泵壓為。2 . 有關(guān)參數(shù)計(jì)算則由公式（54）可知 則由公式（56）可知