【正文】 直徑。74cidm0ch解：（1）判斷是否符合要求由公式（61）式可知： (/)5adh ms?????根據(jù)式（62）可知：，222().????（ ） （ ）而 =故 ，選擇的鉆井泵合理。a?（2）噴嘴直徑的計(jì)算由（63 ）式可知： ()()dpvihphpmdd??? ???? ???? ?)?? ??610???由（64 ）式可知： ()()cdpvcihchcKdd??? ??? ??? ?)k ??? ???k??由（65 ）式可知： ?????????則根據(jù)最大射流沖擊力按照（68）式計(jì)算臨界井深得哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)29 ???????355(m)245m（ ）所以 D= ，由公式（613）得Fc .[()]drnerQdCpaD????[1(709035)6]d??????（cm）?噴嘴的直徑為 .()nedcm 二開時泵的計(jì)算1. 3551100m 根據(jù)鄰井參數(shù)可知選擇缸套直徑為 170mm 的型號為 SL3NB—1000A 的鉆進(jìn)泵?兩臺，其額定排量為 =36L/s，額定泵壓為 =16 MPa。rQrP由鉆柱設(shè)計(jì)和鄰井參數(shù)可知：。,20,dhppvdgcmdcasgcm??????? cichLd 計(jì)算噴嘴的直徑。解：（1）判斷是否符合要求由公式（61）式可知： (/)adhms???根據(jù)式（62）可知：，2().62L/s40ahpaQ??（ ）而 =36（L/s）r故 ，選擇的鉆井泵合理。raQ?（2）噴嘴直徑的計(jì)算由（63 ）式可知：哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)30 ()()dpvihphpmdd???? ?????? ???? ? 由（64 ）式可知： ()()cdpvcihchcKdd??? ??? ???? ?7??由（65 ）式可知： ??則根據(jù)最大射流沖擊力按照（68）式計(jì)算臨界井深得 ???????1100(m)2Fc（ ）所以 D ，F(xiàn)cD由（67 ）式計(jì)算第二臨界井深 1100（m)()2rPaapDmmQ???最優(yōu)排量為： ()ropt D???????（ ）由于 可知：PaPc?噴嘴的當(dāng)量直徑為（cm）()dopterQdmC?????????噴嘴的直徑為（cm）20()nei 根據(jù)鄰井參數(shù)可知選擇缸套直徑為 180mm 的型號為 SL3NB—1000A 的鉆進(jìn)泵?兩臺，其額定排量為 =，額定泵壓為 = MPa。rQrP由鉆柱設(shè)計(jì)和鄰井參數(shù)可知：。,0,dhppvdgcmdcasgcm???????哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)31,,20ppi ccichdcmLmddmc???解：（1）判斷是否符合要求由公式（61）式可知： (/)adhs???根據(jù)式（62）可知：，2()??（ ）而 =故 ，選擇的鉆井泵合理。a?（2）噴嘴直徑的計(jì)算由（63 ）式可知： ()()dpvihphpmdd??? ???? ???? ?6??由（64 ）式可知： ()()cdpvcihchcKdd??? ???? ???? ?6??由（65 ）式可知： ??則根據(jù)最大射流沖擊力按照（68）式計(jì)算臨界井深得 ??.()2rPcpDQ????由（67 ）式計(jì)算第二臨界井深 1100（m)()10()rPaamm?.857L/s2.()ropt D?????????（ ）由于 可知：PaPc?噴嘴的當(dāng)量直徑為（cm）.()dopterQdmC?????????哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)32噴嘴的直徑為（cm）()neidm?哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)33第 7 章 注水泥設(shè)計(jì)固井水泥（Oil well cement）又稱堵塞水泥(blockage cement)，專用于油井、氣井的固井工程的水泥。具有合適的密度和凝結(jié)時間，較低的稠度，良好的抗沉降性和可泵性。注入預(yù)定井段，能迅速凝結(jié)硬化并產(chǎn)生一定的機(jī)械強(qiáng)度。固化后具有良好的抗?jié)B性、穩(wěn)定性和耐腐蝕性。由水硬性硅酸鈣為主要成分的熟料，加入適量石膏和助磨劑磨細(xì)制成。有普通型、中抗硫酸鹽型和高抗硫酸鹽型三大類，A 到 J 九個等級。分別用作常溫、常壓，中溫、中壓，高溫、高壓，超高溫、超高壓不同條件和不同井深的油井水泥。因注入油井的條件不同，還有與促凝劑或緩凝劑一起使用的。注水泥是套管下入井后的關(guān)鍵工序，其作用是將套管和井壁的環(huán)形空間封固起來，以封隔油氣水層，使套管成為油氣通向井中的通道。油井水泥是封固套管和井壁環(huán)形空間的重要材料。因?yàn)榫猩钣袦\，地下有常壓常溫和高壓高溫，地層中還含有各種不同的化學(xué)物質(zhì)，所以要求油井水泥有廣泛的適應(yīng)能力。目前我國使用的油井水泥有 9 個級別和三個類型。不同級別和類型的水泥適用不同的井下條件。所以，根據(jù)井的深度和溫度選擇水泥是注水泥作業(yè)的首要任務(wù)。有限的水泥級別，尚滿足不了注水泥漿時要求的性能，現(xiàn)在使用的 G 級和H 級水泥多采用添加劑調(diào)節(jié)其性能，是目前使用最普遍的水泥。添加劑可分七類：有調(diào)節(jié)密度劑、調(diào)節(jié)凝固時間添加劑、控制漏失添加劑、降失水劑、控制粘度劑、異常情況的特殊添加劑等。一種級別的水泥可使用一種或多種添加劑。 套管下完后，立即接通循環(huán)管線和注水泥管線，做好注水泥前的準(zhǔn)備工作。首先要開泵循環(huán)鉆井液，因套管與井壁的間隙較小，利用高的上返速度沖擊井壁上的泥餅，同時調(diào)整鉆井液的性能，直到循環(huán)泵壓穩(wěn)定為止。在這期間，固井泵的啟動，供灰、供水、混漿、吸漿等工作都應(yīng)準(zhǔn)備就緒。 在水泥漿注入套管之前，要泵入一定量的前置液，用來隔離鉆井液和水泥漿，以避免混漿。而且隔離液返出套管后，也起到清洗環(huán)形空間的作用。 水泥漿的頂替速度要根據(jù)井下的情況而定。如無特殊情況應(yīng)采用高速紊流頂替。但在地層破裂壓力低的情況下，只能采用低速頂替。哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)34 水泥漿的用量 所需水泥漿體積的計(jì)算公式 (71)21221 4)(4hDdLDKVHiiSiHiTi ?????式中： 為水泥塞深度，取 20m ； 為井眼口袋高度，5m ；L 為設(shè)計(jì)封填水泥1hh長 度，m； 為第 i 次開鉆鉆頭尺寸，m ； 為自外向里第 i 層套管的外Hi Si徑， m ； 為第 i 層套管的內(nèi)徑，m ； 為水泥附加系數(shù)，取 。id1K 所需干水泥的質(zhì)量的計(jì)算公式(1)配制 1 的水泥漿所需水泥灰的質(zhì)量為3 （72 ）cwmq???式中： 為水泥灰的密度， g/cm ； 為水的密度， g/cm ；m 為 c?3w3 水灰比 干水泥質(zhì)量的計(jì)算： qvmti2k?灰 式中：k 為地面損失系數(shù)，取 所需水的體積的計(jì)算公式 wmv?灰?? 頂替排量的計(jì)算公式 vDQSiHic)(4???式中：Q 為頂替排量，m/s, v 是水泥漿上返速度，取 防凝時間的計(jì)算公式 )(t頂 替注 入 ??哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)35 所需干泥灰，清水的用量 水泥漿體積的計(jì)算。mhdmLDmSiHi 5,20,45, 111 ????由公式（71）： 2221 1()44THiSiiHiVKD????2 ? ???????（ ） ()Tm?由套管設(shè)計(jì)可知： =， =， =1697m，d=, =13m，2HD2S1L1h=5m。2h由式（71 ）得： 2222 11()44THiSiiHiVKDdh?????221.() 44TV? ???????22(.39)? 干水泥的用量 1 立方米的水泥漿所需的干水泥的質(zhì)量 3/?????（t）（t） ???qT 所需清水的體積的計(jì)算由公式 ：哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)36??????灰由公式： ??????灰 頂替時間的計(jì)算 頂替排量 200mm,套管外徑 ,水泥漿返速 ，計(jì)算封固油層套管時的頂替排量。 ?? smDVAQsiHic 322 .)(44???????? ,套管外徑 ,返速 )..0( 頂替容積已知油層套管：，內(nèi)徑 ，內(nèi)徑 ，表層套管：內(nèi)徑 323mm。計(jì)算油層套管和表層套管的頂替容積。封固表套： ???）（? 封固油套： 322 ????? ）（?? 頂替時間計(jì)算油層套管和表層套管的頂替時間（1）封固套管頂替時間 (min）?CDQVt哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)37封固油管頂替時間 (min)?CDQVt 注入時間已知鉆井液注入速度為 。求表層套管和油層套管的注入排量和注入時間。(1)封固套管 注入排量： ????AVQ 注入時間 (min)(2)封固油管 注入排量： ???? 注入時間： 防凝時間計(jì)算出封固表層套管和油層套管時，水泥漿的防凝時間。 封固表管防凝時間： ??)(.` ????T封固油管的防凝時間： )t(` ）（ 設(shè)計(jì)結(jié)果注水泥設(shè)計(jì)參數(shù)表項(xiàng)目 頂替排量（ /s）3m水泥漿體積 （ ）3頂替體積 （ ）3m防凝時間(min)干水泥質(zhì)量(t)表層 油層 哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)38第 8 章 設(shè)計(jì)結(jié)果表 81 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表井號 項(xiàng)目 鉆頭尺寸 (mm) 下深 (m) 套管外徑 (mm) 井深（m）SJ0064 表層 355 339,5 359SJ0064 油層 200 1695 1700表82 套管設(shè)計(jì)參數(shù)表 項(xiàng)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Ⅰ J55 油層套管Ⅱ J55 4 1103.2表83 鉆具組合設(shè)計(jì)表項(xiàng)目 鉆頭尺寸(mm)鉆鋌外徑(mm)鉆鋌長度(m)鉆桿外徑(mm)鉆桿長度（m)一開 91 200 187127哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)39 表84 鉆井液設(shè)計(jì)參數(shù)表項(xiàng)目 泥漿密度 (g/c )3m重晶石用量 (t)鉆井液體積（ ）3m土量(t)水量（ ）3m一開 二開 261 261表85 注水泥設(shè)計(jì)參數(shù)表項(xiàng)目 頂替排量（ /s）3m水泥漿體積 （ ）3頂替體積 （ ）3m防凝時間(min)干水泥質(zhì)量(t)表層 油層 哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)40參考文獻(xiàn)[1] （甲方）上冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，2022，319330[2] [M].石油工業(yè)出版社出版，2022，24(4)[3] [M].江漢石油學(xué)院：石油工業(yè)出版社出版，2022，26(6)[4] [M].大慶：大慶石油學(xué)院，1999，123127[5] .鉆井力學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1988[6] [M].北京：石油工業(yè)出版社出版，1992 ，1171281