【正文】 m)扣型 (下扣,上扣)單根長(zhǎng)度 (m)長(zhǎng)度 (m)1牙輪鉆頭2鉆鋌（鐘擺組合）NC353鉆桿127NC404方鉆桿NC40 鉆頭及鉆井參數(shù)設(shè)計(jì) 鉆頭設(shè)計(jì) 地層的可鉆性如表 4地層ABCDEF3F2JF2KF1可鉆性13是在巖石可鉆性測(cè)定儀（即微鉆頭鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)架）上使用 。鉆壓 轉(zhuǎn)速 55r min 的鉆進(jìn)參數(shù)$在巖樣上鉆三個(gè)孔，孔深 24mm 取三個(gè)孔鉆進(jìn)時(shí)間的平均值為巖樣的鉆時(shí)（ t d ）取以 2 為底的對(duì)數(shù)值作為該巖樣的可鉆性級(jí)值 K d ，一般取整數(shù)值 td 。則相應(yīng)的鉆時(shí)為：K d = log 2 tdK d（14）則地層的相應(yīng)的鉆時(shí)為：t d = 2（15）表 30 地層可鉆性和鉆時(shí)的關(guān)系地層ABCDEF3F2JF2KF1可鉆性13鉆時(shí)（ h ? m ?1 ）1．52簡(jiǎn)化起見(jiàn)由單種鉆頭鉆進(jìn)的累計(jì)進(jìn)尺為相應(yīng)的開(kāi)次井段第 i 種的鉆頭的總進(jìn)尺為 L i ，根據(jù)可鉆性和江漢鉆頭廠(chǎng)的鉆頭給出的參數(shù)得出相應(yīng)機(jī)械鉆速為 vi ，則純鉆時(shí)間為 ti則第一次開(kāi)鉆A(0~300): 1B(300~570): 1第二次開(kāi)鉆B(570~600): 1C(600~1100): 1D(1100~1600): 1E(1600~2000): 1F3(2000~2480)： 1第三次開(kāi)鉆F3(2480~2700)： 1F2J(2700~2900)： 1F2K(2900~3200)： 1L i = vi ? ti（16）F1(3200~3500)： 1F1(3500~3505)： 1第四次開(kāi)鉆F1(3505~3525)： 1 鉆頭的選型如表 31表 31 鉆頭的選擇序號(hào)尺寸mm型號(hào)數(shù)量鉆進(jìn)井段m進(jìn)尺m純鉆 時(shí)間 h機(jī)械鉆速m/h1GJ115B10~3003002GJ115B1300~570270133HJ1171570~6003094HJ1171600~110050085HJ11711100~16005006HJ11711600~200040077HJ11712000~24804808H13612480~2700220499H13612700~29002003210H13612900~32003002211H13613200~35003001112H637A13500~35252555合計(jì)123525 鉆井參數(shù)設(shè)計(jì) 鉆井液密度設(shè)計(jì) 鉆井內(nèi)鉆井液體積πni 229。 i iV =式中：3Vi ———井筒內(nèi)鉆井液的體積，m ；Di ———第 i 段井徑，m；Li ———第 i 段井眼長(zhǎng)度，m。鉆井內(nèi)鉆井液體積i =1 4D 2 L（17）由于井深為 3525m，地面泵壓不超過(guò) 20Mpa，選擇缸套直徑為 160mm 的 3NB1000 鉆機(jī)則地面循環(huán)量為Vc = s 。循環(huán)損耗量為Vd ：Vd = (Vi + Vc ) 20%（18）需加入的粘土、清水量Vm 為：mVm = Vw +ρm V= w（19）（20）式中：5% 1ρ ———加入粘土的密度，取 2000 Kg3m 3 ；Vm ———所配鉆井液的最大體積 m ；m ———所加粘土質(zhì)量，t；3Vw ———配制鉆井液所需要的水的體積， m 。第一次開(kāi)鉆 需加入的重晶石的量為：式中：m1 = Vm ρ1 ? m? mw（21）m1 ———加入重晶石的量，t；ρ 1 ———一次開(kāi)鉆鉆井液的密度， gmw ———加入的水的量， t 。第二次開(kāi)鉆 需加入的重晶石的量為：m3 。式中：m2 = V（mρ2 ? ρ1）（22）m2 ———加入重晶石的量，t；ρ 2 ———二次開(kāi)鉆鉆井液的密度， g第三次開(kāi)鉆需加入的重晶石的量為：m3 。式中：m3 = V（mρ3 ? ρ2）（23）m3 ———加入重晶石的量，t；ρ 3 ———三次開(kāi)鉆鉆井液的密度， g第四次開(kāi)鉆需加入的重晶石的量為：m3 。式中：m4 = V（mρ4 ? ρ3）（24）m4 ———加入重晶石的量，t；ρ 4 ———四次開(kāi)鉆鉆井液的密度， g鉆井液的密度計(jì)算公式為：m3 。ρ s = ρd + ?ρpd（25）式中：ρd =3（26）ρ s ———鉆井液的密度， gρd ———當(dāng)量鉆井液密度 gm ；m3 ；?ρ ———鉆井液密度附加值，一般取 ~ 井筒內(nèi)的鉆井液的體積：由式（17），一次開(kāi)鉆鉆井液的體積：cm 3 ，這里取 cm 3 。二次開(kāi)鉆鉆井液的體積：V = π 21 4π 2 570 = (m 3 )( 3 )V2 = 4 3三次開(kāi)鉆鉆井液的體積： (2480 ? 570) + V1 = mV = π 23 43四次開(kāi)鉆鉆井液的體積： (3505 ? 2480) + V2 = (m )V = π 24 4因此井筒內(nèi)的鉆井液的體積為： 25 + V3 = (m )由式（18）得損失的鉆井液為：V = 3d則所需鉆井液原漿體積為V = 20% = (m 3 )Vm = V+ Vd= + = (m3 )實(shí)際取Vm= 850(m 3 )由（19）式得需加入的粘土量為：Vm850m =20 +1000 =ρ20 +10002000= (t )由（20）式得加入的水量為：Vw( 3 )m = = = m5% 5%一次開(kāi)鉆時(shí)所需的鉆井重金石的量根據(jù)式（25）、（26）一次開(kāi)鉆時(shí)鉆井液密度為ρ s1 = + = 根據(jù)式（21）得到重金石的量為cm 31m = 850 () ? ? 1000 10 ?3 = (t )二次開(kāi)鉆時(shí)所需的鉆井重金石的量根據(jù)式（25）、（26）一次開(kāi)鉆時(shí)鉆井液密度為ρ s 2 = + = g根據(jù)式（21）得到重金石的量為cm 3m2 = 850 ( ?) = 85(t )三次開(kāi)鉆時(shí)所需的鉆井重金石的量根據(jù)式（25）、（26）一次開(kāi)鉆時(shí)鉆井液密度為ρ s 2 = + = g根據(jù)式（21）得到重金石的量為cm 3m3 = 850 ( ? ) = 340(t )四次開(kāi)鉆時(shí)所需的鉆井重金石的量m4 = 850 ( ?) = 0鉆井液密度的設(shè)計(jì)結(jié)果為：表 32 鉆井液設(shè)計(jì)參數(shù)表項(xiàng) 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(kāi)850二 開(kāi)85三開(kāi)340四 開(kāi)0 鉆井水力參數(shù)的設(shè)計(jì) 確定最小排量 Qa ：vK = ss v（27）avs = va ? vsl（28）2 (ρ ? ρ )3v = s s d（29）sl 1 1ρ 3 181。 3d en230。 d h ? d p 246。1?n230。 2n + 1 246。181。e = K 231。 247。232。 1200va 248。231。 247。232。 3n 248。（30）Q = π(d 2? d 2)va（31）式中：a 40 h pK s ———巖屑舉升效率，無(wú)因次，取 ；va ———最低環(huán)空返速， m s ；vs ———巖 屑在環(huán)空的實(shí)際上返速度， m s ；vsl ———巖屑在鉆井液的下滑速度， m s ；d s ———巖屑直徑，取 ；ρs ———巖屑密度，取 g3cm 3 ；ρd ———鉆井液密度， g cm ；181。e ———鉆井液有效粘度， Pa ? s ；d h 、 d p ———井徑和鉆柱外徑，cm；K ———鉆井液稠度系數(shù)， Pa ? s n ； n ———鉆井液流行指數(shù)，無(wú)因次； Qa ———攜巖屑的最小排量， L s 。計(jì)算不同井深循環(huán)壓耗系數(shù)233。B 249。m = ρd181。pv 234。 +3 （32）234。235。 d pi(d h ? d p ) (d h + d p ) 233。 B 249。K c = ρd181。pv Lc 234。 +3 （33）234。235。 d ci(d h ? d c ) (d h + d c ) a = K g + K c ? mLc（34）式中：?3K g = 10MPa ? s? L? ；181。pv ———鉆井液塑性粘度， Pa ? s ；Lc ———鉆鋌長(zhǎng)度，m；d pi ———鉆桿內(nèi)徑，cm；d ci 、 d c ———鉆鋌內(nèi)徑、外徑，cm。 臨界井深的確定計(jì)算按最大鉆頭水功率方式下的臨界井深第一臨界井深為D = pr ? arPc m第二臨界井深為（35）D = pr ? aaPa m式中：B = ；pr ———額定泵壓，MPa；Qr ———額定排量， L s 。（36）計(jì)算按最大射流沖擊力方式下的臨界井深 第一臨界井深為D = pr ? arFc m第二臨界井深為（37）D = pr ? aaFa m射流噴射速度：（38）10Qv j =A0（39）π z 2其中式中：v j ———射流噴速，m s ；A0 = 229。 d i4 i =1（40）Q ———通過(guò)鉆頭噴嘴的鉆井液流量, L s ；A0 ———噴嘴出口截面積,cm 2 ；di ———噴嘴直徑（ i = 3 ….）；z ———噴嘴個(gè)數(shù)。 射流噴射沖擊力：ρ Q 2F j式中：F j ———射流沖擊力， kN ；= d 100 A0（41）ρd ———鉆井液密度, g射流水功率：cm3 。= Q 3Pj式中：Pj ———射流水功率， kW 。 d A20（42）比水功率：式中：Pj ———比水功率， kW ；Dw ———井眼直徑，mm。 環(huán)空壓耗計(jì)算鉆桿外環(huán)空壓耗： 4PjP = （43）wπD 2 181。 Ld pv p?p pa =(d h? d ph) 3 (d+ d p)（44）式中：?p pa ———鉆桿外環(huán)空壓耗， MPa ；d h ———井眼直徑， cm ；d p ———鉆桿外徑， cm 。鉆