【正文】 ，井眼直徑 ?d 。 由經(jīng)驗公式可知 ? ? hda ???? dv ? 根據(jù)公式 65 可知，攜巖所需的最小排量為 ? ? ? ? 22a ?????Q 故 ?? ，因此選擇 的鉆井泵合理。 由鉆柱設(shè)計和鄰井參數(shù)可知 ， 井液塑性粘度 ??? ， 鉆井液密度3d ?? ，鉆桿外徑 ?d ，鉆桿內(nèi)徑 ?d ， 鉆鋌長度 ?L ，鉆鋌內(nèi)徑 ?d ，鉆鋌外徑 ?d ，井眼直徑東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 28 ?d 。 則由公式 66 可知 ? ? ? ? ????????? ??????m 由公式 67 可知 ? ? ? ? ?????? ??????? . ??? 由公式 68 可知 3633 6 . 1 2 ???? ?????????a 則根據(jù)最大鉆頭水功率按照公式 69 計算第一臨界井深得 ? ? 21 ???????? ??D 由于 Fcm2100 DD ?? ， 因此鉆頭壓降為 ? ? ? ? . 1 0 ??????????? ??QmDapp ? ?? 噴嘴的當(dāng)量 直徑為 ? ?? ? ? ? 412241.81rr22rdne ?????????? ???????????? QmDapCQd ? 所以噴嘴的直徑為 ? ? 22nei ??? dd 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 29 泵的設(shè)計結(jié)果 泵的 設(shè)計 參數(shù)表 井段 （ m） 泵型 鋼套直徑（ mm） 最大工作壓力（ MPa） 泵速 （沖 /分） 柴油機(jī)轉(zhuǎn)速（ rpm） 額定排量（ L/s） 0285 2 臺SL3NB1000A 170 16 80 1000 2851000 1 臺SL3NB1600A 190 21 120 1500 10001495 1 臺SL3NB1000A 170 16 96 1200 14952100 1 臺SL3NB1000A 150 21 112 1400 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 30 第 7 章 注水泥設(shè)計 水泥漿的用量 所需水泥漿體積的計算公式 ? ? 22Hi12i2Si2Hi1Ti 4π4π4π hDhdLDDKV ???? （ 71） 式中： 1h 為水泥塞 高度 ，取 10m； 2h 為井眼口袋高度，取 5m； L 為設(shè)計封填水泥長度， m； HiD 為第 i 次開鉆鉆頭尺寸， m； SiD 為自外向里第 i 層套管的外徑， m； id 為第 i 層套管的內(nèi)徑， m； 1K 為水泥附 加 系數(shù)，取 。 所需干水泥的質(zhì)量的計算公式 3m1 的水泥漿所需水泥灰的質(zhì)量為 cwwc ?? ?? mq ?? （ 72） 式中 ： c? 為水泥灰的密度， g/cm3 ； w? 為水的密度， g/cm3 ； m 為水灰比 , 一開為 ,二開為 。 qVKm Ti2?灰 （ 73） 式中 ： 2K 為地面損失系數(shù)，取 。 所需水的體積的計算公式 ww ?灰mmV ?? （ 74） 頂替 排量 的計算公式 ? ? 32Si2Hic 104π ???? vDDQ （ 75） 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 31 式中： cQ 為頂替排量， sL ； v 為水泥漿 臨界 流速， m/s ， 表層取 ，油層取 。 頂替容積 的計算公式 LdV ??? 2iDi 4π （ 76） 式中： DiV 為 頂替容積 ， 3m ； id 為第 i 層套管的內(nèi)徑， m； L 為至阻位的長度， m 。 注入時間的計算公式 60T1 ?? AvVt i （ 77） 式中： iVT 為所需水泥漿體積 ， 3m ； v 為 鉆井液 臨界流速， m/s ，取 ； 1t為水泥漿注入時間， min； A 為環(huán)空面積 ， 2m 。 頂替時間及防凝時間 頂替時間 6010c3Di2 ??? QVt （ 78） 式中： DiV 為頂替容積 ， 3m ； cQ 為頂替排量， sL ； 2t 為頂替時間， min。 防凝時間 ? ? ttt ?? （ 79） 式中 ： 1t 為水泥漿注入時間 ， min； 2t 為頂替時間， min； t 為水泥漿防凝時間，min。 所需干泥灰、清水的用量 水泥漿體積的計算 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 32 由套管設(shè)計可知 ?D ， ?D ， m280?L ， ?d 。 由 公式 71 得 ? ? 2222T1 ???????????V ? ?? 由套管設(shè)計可知 ?D ， ?D ， m2095?L ， ?d 。 由 公式 71 得 ? ? ? ?? ? 2222T2 ????????V ? ?322 ??????? 干水泥質(zhì)量的計算 由 公式 72 得 ,配制 3m1 的水泥漿所需水泥灰的質(zhì)量為 ? ? ??? ??q 則由 公式 73 得干水泥質(zhì)量為 ? ? ????? qKVm 表灰 由 公式 72 得 ,配制 3m1 的水泥漿所需水泥灰的質(zhì)量為 ? ? ??? ??q 則由 公式 73 得干水泥質(zhì)量為 ? ? ????? qKVm 油灰 所需清水的體積的計算 由 公式 74 得 ， ? ?3w m141 ???V,因此 固井時儲備清水的體積 3m20 。 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 33 由 公式 74 得 , ? ?3w m391 ???V,固井時儲備清水的體積 30m4 。 頂替 時間 的計算 頂替 排量 的 計算 由表層設(shè)計可知 ?D ， ?D ， 則由 公式 75 可知頂替排量為 ? ? ? ? 322c ??????Q。 由油層設(shè)計可知 ?D ， ?D ， 則由公式 75 可知頂替排量為 ? ? ? ? 322c ??????Q。 頂替 容積的 計算 由表層設(shè)計可知 ?d 由公式 76 可知頂替容積為 ? ? ? ?32D1 ?????V 由公式 76 可知頂替容積為 ? ? 222D2 ??????????V ? ?? 頂替時間的計算 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 34 由公式 78 可知頂替時間為 ? ?m 32 ?? ??t 由公式 78 可知頂替時間為 ? ? 32 ????t 防凝時間的計算 注入水泥漿的時間 由公式 77 可知? ? ? ?m i 221 ??????t 由公式 77 可知? ? ? ?m i 3 9 1 5 221 ??????t 防凝時間的計算 由公式 79 可知防凝時間為 ? ? ? ?m i n4 7 ????t 由公式 79 可知防凝時間為 ? ? ? ?m i ????t 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 35 注水泥設(shè)計結(jié)果 注水泥設(shè)計參數(shù) 表 井號 套管層位 上返深度 (m) 水泥 品種 清水的體積 （ m3） 干水泥灰質(zhì)量??t 注水泥量 ? ?3m 防凝時間? ?min SJ0076 表層 0 A級 20 SJ0076 油層 0 G 級 40 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 36 第 8 章 設(shè)計結(jié)果 表 81 井身設(shè)計結(jié)構(gòu)表 井號 項目 井深（ m） 套管 下深（ m） 套管外徑（ mm） 鉆頭尺寸（ mm） SJ0076 表層 285 280 SJ0076 油層 2100 2095 表 82 套管 柱 設(shè)計參數(shù) 表 井號 套管 類型 套管 層位 井段 （ m） 鋼級 外徑 （ m） 壁厚 （ mm） 根數(shù) 長度 （ m） SJ0076 常規(guī) 表層 0285 H40 30 280 SJ0076 常規(guī) 油層 J55 SJ0076 常規(guī) 油層 J55 56 SJ0076 常規(guī) 油層 20212095 J55 10 91 表 83 鉆具 組合設(shè)計 表 井段 （ m） 鉆頭尺寸（ mm） 鉆鋌 外徑 mm） 鉆鋌 內(nèi)徑（ mm） 鉆鋌 根數(shù) 鉆桿 外徑（ mm） 鉆桿內(nèi)徑（ mm） 鉆桿 根數(shù) 0285 3 28 2851000 18 91 10001495 8 156 14952100 18 212 表 84 鉆井液 設(shè)計 參數(shù) 表 項 目 鉆井液密度 （ g/cm3） 重晶石用量（ t） 鉆井液體積 （ m3） 土量（ t） 水量（ m3） 一 開 280 二 開 9 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 37 表 85 泵的 設(shè)計 參數(shù)表 井段 （ m） 泵型 鋼套直徑（ mm） 最大工作壓力（ MPa） 泵速 （沖 /分） 柴油機(jī)轉(zhuǎn)速（ rpm） 額定排量（ L/s） 0285 2 臺SL3NB1000A 170 16 80 1000 2851000 1 臺SL3NB1600A 190 21 120 1500 10001495 1 臺SL3NB1000A 170 16 96 1200 14952100 1 臺SL3NB1000A 150 21 112 1400 表 86 注水泥 設(shè)計 參數(shù)表 井號 套管層位 上返深度 (m) 水泥 品種 清水的體積 （ m3） 干水泥灰質(zhì)量??t 注水泥量 ? ?3m 防凝時間? ?min SJ0076 表層 0 A級 20 SJ0076 油層 0 G 級 40 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 38 參考文獻(xiàn) [1] 蔣希文 . 鉆井手冊（甲方）上冊 [M].北京：石油工業(yè)出版社， 2021:319330. [2] 屈東升 . 石油工程 [M]. 石油工業(yè)出版社出版， 2021， 24(4). [3] 甘秀娥 . 石油工程設(shè)計 [M].江漢石油學(xué)院，石油工業(yè)出版社出版， 2021， 26(6). [4] 劉希圣 .石油工程設(shè)計 [M] .大 慶：大慶石油學(xué)院， 1999:123127. [5] 趙國珍 .龔偉安 . 鉆井力學(xué)基礎(chǔ) [M].北京 :石油工業(yè)出版社， 1988. [6] 張方杭 . 鉆具手冊 [M].北京 : 石油工業(yè)出版社出版， 1992 :1171281. 東北石油大學(xué)課程設(shè)計成績評價表 課程名稱 石油工程課程設(shè)計 題目名稱 鉆井工程設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教 師姓名 職稱 序號 評價項目 指 標(biāo) 滿分 評分 1 工作量、工作態(tài)度和出勤率 按期圓滿的完成了規(guī)定的任務(wù)，難易程度和工作量符合教學(xué)要 求，工作努力，遵守紀(jì)律，出勤率高，工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，善于與他人合作。 20 2 課程設(shè)計質(zhì)量 課程設(shè)計選題合理，計算過程簡練準(zhǔn)確，分析問題思路清晰，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文理通順，撰寫規(guī)范，圖表完備正確。 45 3 創(chuàng)新 工作中有創(chuàng)新意識，對前人工作有一些改進(jìn)或有一定應(yīng)用價值。 5 4 答辯 能正確回答指導(dǎo)教師所提出的問題。 30 總分 評語： 指導(dǎo)教師： 年 月 日