石油鉆井工程課程設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-06-18 12:16 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ； m? —— 鉆井液的密度； s? —— 鋼材的密度； 每根鉆鋌的長(zhǎng)度 10 m 。 計(jì)算鉆柱所受拉力的公式 1．鉆柱所受拉力 P=[（ Ldp ? qdp + Lc ? qdp ） ] Kb （ 32） 東北石油大學(xué) 本科生課程設(shè)計(jì) 8 P —— 鉆柱所受拉力， kN ； P 外擠 = d? g L （ 33） P 外擠 —— 鉆桿所受外擠壓力 ,MPa 。 鉆鋌長(zhǎng)度的計(jì)算 一次開鉆鉆具組合 1 .鉆鋌長(zhǎng)度的確定 由公式 31 qc =2190N/m Wm =140(kN) 1 .11 0 .8 67 .8 6BK ? ? ? m =140 (KN) Lc=(2190? 103) Lc =(m) 根數(shù) N2 = c10L =，實(shí)際取 N2 =9 根 則鉆鋌的實(shí)際長(zhǎng)度是 9 10=90m。 2 .鉆桿長(zhǎng)度的確定 Ldp1=34090=250 Np=250/10=25 實(shí)際取 Np =25 根。 鉆桿強(qiáng)度校核：查《鉆井手冊(cè)（甲方）》，選外徑 mm，內(nèi)徑 ， E級(jí)鉆桿，最小抗拉載荷 Fy= kN ,安全系數(shù) St= 拉力余量為 瓦系數(shù)為 。 qb= N/m 此時(shí)鉆井液密度ρ = g/cm3 Fa1=? Fy/St= KN Fa2=? Fy/= kN Fa3=? Fy400= KN 一次開鉆時(shí)，鉆桿最大允許長(zhǎng)度： L=(Fa2/kblcqc)/qb= 米 所以鉆桿滿足井深要求，使用此鋼級(jí)鉆桿可以直接鉆到底部。 二次開鉆鉆具組合 1．鉆鋌長(zhǎng)度的確定 東北石油大學(xué) 本科生課程設(shè)計(jì) 9 Wm =60 kN m = 60? Lc3 =32 ???cq m=(2190? 103) Lc3 =(m) 根數(shù) N3= c310L =，實(shí)際取 N3=4 根 則實(shí)際長(zhǎng)度是 4 10=40m。 Ldp2=208040=2040 鉆桿的根數(shù) Np=2040/10=204 實(shí)際取 204 根。 鉆桿強(qiáng)度校核：查《鉆井手冊(cè)（甲方）》，選外徑 mm，內(nèi)徑 ， E 級(jí)鉆桿，最小抗拉載荷 Fy= kN ,安全系數(shù) St= 拉力余量為 系數(shù)為 。 qb= N/m 此時(shí)鉆井液密度ρ = g/cm3 Fa1=? Fy/St= KN Fa2=? Fy/= kN Fa3=? Fy400= KN 一次開鉆時(shí)，鉆桿最大允許長(zhǎng)度： L=(Fa2/kblcqc)/qb= 米 所以鉆桿滿足井深要求，使用此鋼級(jí)鉆桿可以直接鉆到底部。 表 31 鉆具選擇表 項(xiàng)目 鉆頭尺寸 (mm) 鉆鋌外徑 (mm) 鉆鋌長(zhǎng)度 (m) 鉆桿外徑 (mm) 一開 127 二開 127 東北石油大學(xué) 本科生課程設(shè)計(jì) 10 第 4 章 鉆井液設(shè)計(jì) 鉆井液的選擇 井筒內(nèi)鉆井液體積 Vbi =4? 2biD iL (41) Vbi —— 第 i次開鉆時(shí)井筒內(nèi)鉆井液的體積， m3 ； Dbi —— 第 i 次開鉆時(shí)鉆頭的直徑， m； Li —— 第 i 層套管的下入深度 ， m ； 1V —— 泥漿池體積， 3m ； 2V —— 泥漿損失， 3m ； 需要 加入 粘土 的量 W土 =水土水泥泥土 ）（ ?? ??? ? ?V （ 42） 式中 土? —— 所加入粘土的密度，取 2021 3kg/m ； 水? —— 水的密度，取 1000 3kg/m ； 原? —— 加入 粘土前鉆井液的密度， 3kg/m 。 V原 —— 所配鉆井液的最大體積， m3 。 需要加入清水的量 東北石油大學(xué) 本科生課程設(shè)計(jì) 11 Q水 =V原水?土W （ 43） 式中 W土 —— 所加入的粘土的量， t ； 水? —— 水的密度，取 1000 3/mkg 。 W加= V? ? ?????重加 原 原重加（ ） （ 44） 式中 加?—— 所加入的重晶石的密度，取 4200 3kg/m ； 重?—— 加入重晶石粉后鉆井液的密度， 3kg/m ； 原? —— 加入粘土前鉆井液的密度， 3kg/m 。 參考臨井資料，一開和二開時(shí)鉆井液的密度分別為 3g/cm 和 3g/cm ，無須改變鉆井液的密度。 鉆井液最大 體 積的計(jì)算 表層開鉆井筒內(nèi)鉆井液體積 由公式 41 V1b = ?()2?340+55+21 V1b =(m3 ) 油層開鉆井筒內(nèi)鉆井液體積 由公式 41 V3b = ()2 2080 V3b =(m3 ) 一般泥漿池內(nèi)要存儲(chǔ)備用 55m3 鉆井液，取循環(huán)浪費(fèi) 20 m3 鉆井液 東北石油大學(xué) 本科生課程設(shè)計(jì) 12 第 5 章 鉆井水力參數(shù)設(shè)計(jì) 泵的選擇 保證井壁不被沖刷的相關(guān)公式 Z= Kn vDDnnn?? ??? ?2aPH500 ])( 5 1 7 ? （ 51） 式中 Z—— 流態(tài)值， 808 ； DH —— 井眼直徑， cm ； DP —— 鉆具外徑， cm ； n —— 流性指數(shù) ； K —— 稠度系數(shù) ,Pasn ； ? —— 鉆井液密度， g/cm3 。 Qmax=4? (D )2P2H D? ? a? （ 52） Qmin=4? (D )2P2H D? ? sl? （ 53） 臨界井深的 確定公式 1．第一臨界井深 Dcr1 = nmQ m? （ 54） 式中 n=Kg +Kc m ? Lc （ 55） Kp =m? Lp (56) Kg = ? ? (+++) (57) KP = ? ? Lp [+3 1 .8h p h p0 .5 7 5 0 3( ) ( )d d d d??] (58) 東北石油大學(xué) 本科生課程設(shè)計(jì) 13 Kc = ? ? Lc [+ 0 .5 7 5 0 33 1 .8h c h c(d d ) (d d )??] (59) 式中 d1 ,d2 ,d3 ,d4 —— 分別為地面高壓管線，立管，水龍帶和水龍頭，方鉆桿的內(nèi)徑， m ； L1 ,L2 , L3 ,L4 —— 分別為地面高壓管線，立管，水龍帶和水龍頭，方鉆桿的長(zhǎng)度， m ； dpi,dp ,dci ,dc —— 分別為鉆桿 ,鉆鋌的內(nèi)徑和外徑， m ； B —— 常數(shù)，內(nèi)平鉆桿取 ； LP ,Lc —— 分別為鉆桿和鉆鋌的長(zhǎng)度， m ； Kg ,Kp ,Kc —— 分別為地面管匯，鉆桿內(nèi)外，鉆鋌內(nèi)外的壓力損耗系數(shù)； dh —— 井徑， m ； dc —— 鉆具外徑 ， m ； pv? —— 鉆井液的塑性粘度， Pas ； Pr —— 泵的最大工作壓力， kW ； Qr —— 泵的最大排量， m3 /s 。 2 .第二臨界井深 Dcr2 =mnmQ P ?
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