【導(dǎo)讀】數(shù)的計算，最終確定出鉆井、完井技術(shù)措施。主要包括井身結(jié)構(gòu)、鉆具組合、鉆。井液、鉆井參數(shù)設(shè)計和完井設(shè)計。

　　

【正文】 0 SJ0081 常規(guī) 中間 15501800 N80 250 SJ0081 常規(guī) 油層 01830 J55 1830 SJ0081 常規(guī) 油層 18302980 N80 1150 SJ0081 常規(guī) 油層 29803280 N80 300 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 21 第 4 章 鉆柱設(shè)計 鉆柱設(shè)計原理 所需鉆鋌長度的計算公式 N maxccBcosSWL qK ?? （ 41） 式中： cL 為所需鉆鋌長度， m ； NS 為安全系數(shù)，一般取 NS =； maxW 為設(shè)計的最大鉆壓， kN ； cq 為每米鉆鋌在空氣中的重力， kNm 。 BK 為浮力系數(shù)； ? 為井斜角度數(shù)， 直井時 0?? ； 計算鉆柱所受拉力的公式 鉆柱所受拉力為 ? ?c c p p BF L q L q K?? （ 42） 式中： F 為鉆柱所受拉力， kN ； cL 為鉆鋌長度， m ； cq 為每米鉆鋌在空氣中的重力， kNm ； pL 為鉆桿長度， m ； pq 為每米鉆桿在空氣中的重力， kNm ； 鉆柱的設(shè)計 一次開鉆鉆柱組合 200m? 井段 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 22 1. 鉆 鋌長度的確定 查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆鋌 ,鉆鋌外徑 ，內(nèi)徑 ，均重c 9K N mq ? 。 此時 dB s 0 .9 91 1 0 .8 7 37 .8K ??? ? ? ? ?，最大鉆壓 max 5tW ? ， N ? 則鉆鋌長度為 ? ?3N m a xc 3cB 1 . 1 8 5 1 0 9 . 8 3 0 . 2 4 m2 . 1 9 1 0 0 . 8 7 3SWL qK ? ? ?? ? ???，所用根數(shù)為 ? ?30 .2 4 3. 39. 1n ?? 根。 從而實際用 4 根鉆鋌，鉆鋌實際度為 ? ?c 9 .1 4 3 6 .4 mL ? ? ? 。 2. 鉆桿長度計算及安全校核 鉆桿長度 1 9 . 1 2 0 0 9 . 1 4 1 6 3 . 6 ( m )pL D n? ? ? ? ?根數(shù) ( ) ?? 根，實際取 18 根。 查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆桿，鉆桿外徑 127mm，內(nèi)徑 ，均重? ,鋼級 E 級，鉆桿抗拉強度 y ? ，抗擠強度 D ? ? ，安全系數(shù)為 ? ，抗擠安全系數(shù) ?擠 。 計算最大安全靜拉載荷為： ① 安全系數(shù)法 ? ?ya1 1219 S ?? ? ? ② 設(shè)計系數(shù)法：選取卡瓦長度 ? ， ? ，則 112212 .7 4 12 .7 41 1 1. 422 2 2 40 .6 4 2 40 .6 4ytdK dKLL??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?ya2 yt0 . 9 0 . 9 1 7 6 0 . 3 1 1 1 6 k N1 . 4 2FF ?? ?? ? ? ③ 拉力余量法：取拉力余量 445KNMOP? ? ?a 3 = 17 60 .3 44 5 11 39 kNF F M O P? ? ? ? ? 比較 三種安全 校核知設(shè) 計系數(shù)法計 算的值最 小，作為抗 拉安全強度2 1116( K N )aFa F?? 。 則鉆桿許用長度為 c c Bpp1 1 1 6 2 . 1 9 3 6 . 4 0 . 8 7 3 4 2 0 9 m 2 0 0 m2 8 4 . 7 8 / 1 0 0 0 0 . 8 7 3aBF q L KL qK? ? ? ?? ? ?? 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 23 實際鉆桿長度 1 9 . 1 2 0 0 9 . 1 4 1 6 3 . 6 ( m )pL D n? ? ? ? ? 根數(shù) ( ) ?? 根，實際取 18 根。 校核鉆桿抗擠強度： ? ?3 6= = 9 10 20 0 36 .4 25 10 = 9 MPadp gH S? ? ? ? ? ? ?外 擠 擠 一開時鉆桿下部所受最大拉力為下部鉆鋌浮重： 0 . 8 7 3 2 . 1 9 3 6 . 4 6 9 . 6 ( K N )t B c cF K q L? ? ? ? ? 按照雙向應(yīng)力校核鉆桿抗擠強度， 4%?? ??，查《石油工程》圖 96? 雙向應(yīng)力橢圓可知， 96%s??? ? ，因此，鉆桿受拉后抗擠強度降低為： 39。 96 % 0. 96 68 .9 6 66 .2 0( Mpa )DD??? ? ? ? ? 由于 39。= 1 .7 9 M p a 6 6 .2 0 M p a DP ???外 擠 ，所以滿足抗擠強度。 二次開鉆鉆具組合 200 1800m? 井段 1. 鉆鋌長度的確定 查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆鋌 ,鉆鋌外徑 ，內(nèi)徑 ，均重c 9K N mq ? 。 此時 dB s 1 .2 41 1 0 .8 4 17 .8K ??? ? ? ? ?，最大鉆壓 max 10tW ? ， N ? 則鉆鋌長度為 ? ?3N m a xc 3cB 1 . 1 8 1 0 1 0 9 . 8 6 2 . 7 9 m2 . 1 9 1 0 0 . 8 4 1SWL qK ? ? ?? ? ???，所用根數(shù)為 ? ? ?? 根。 從而實際用 7 根鉆鋌，鉆鋌實際度為 ? ?c 9 .1 7 6 3 .7 mL ? ? ? 。 2. 鉆桿長度計算及安全校核 查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆桿，鉆桿外徑 127mm，內(nèi)徑 ，均重? ,鋼級 E 級，鉆桿抗拉強度 y ? ，抗擠強度 D ? ? ，抗拉安全系數(shù)為 ? ，抗擠安全系數(shù) ?擠 。 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 24 計算最大安全靜拉載荷為： ① 安全系 數(shù)法 ? ?ya1 1219 S ?? ? ? ② 設(shè)計系數(shù)法：選取卡瓦長度 ? ， ? ，則112212 .7 4 12 .7 41 1 1. 422 2 2 40 .6 4 2 40 .6 4ytdK dKLL??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?ya2 yt0 . 9 0 . 9 1 7 6 0 . 3 1 1 1 6 k N1 . 4 2FF ?? ?? ? ? ③ 拉力余量法：取拉力余量 445KNMOP? ? ?a 3 = 17 60 .3 44 5 11 39 kNF F M O P? ? ? ? ? 比較三種安全校核知設(shè)計系數(shù)法計算的值最小，作為抗拉安全強度2 1116( K N )aFa F?? 。 則鉆桿許用長度為 c c Bpp1 1 1 6 2 . 1 9 6 3 . 7 0 . 8 4 1 4 1 7 0 m 1 8 0 0 m2 8 4 . 7 8 / 1 0 0 0 0 . 8 4 1aBF q L KL qK? ? ? ?? ? ?? 實際鉆桿長度 2 9 . 1 1 8 0 0 9 . 1 7 1 7 3 6 . 3 (m )pL D n? ? ? ? ? 根數(shù) 1 7 3 6 .3 1 9 0 .8 ( )9 .1n ?? 根，實際取 191 根。 校核鉆桿抗擠強度： 3 6= = 1. 24 10 9. 8 17 36 .3 1. 1 25 10 = 23 .7 4 M P adp gH S? ? ? ? ? ? ?外 擠 擠 二開時鉆桿下部所受最大拉力為下部鉆鋌浮重： 0. 84 1 2. 19 63 .7 11 7. 3 ( K N )t B c cF K q L? ? ? ? ? 按照雙向應(yīng)力校核鉆桿抗擠強度， %?? ??，查《石油工程》圖 96? 雙向應(yīng)力橢圓可知， 94%s??? ? ，因此，鉆桿受拉后抗擠強度降低為： 39。 94 % 0. 94 68 .9 6 64 .8 2( Mpa )DD??? ? ? ? ? 由于 39。=2 3 . 7 4 M p a 6 4 . 8 2 M p a DP ???外 擠 ，所以滿足抗擠強度。 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 25 三次開鉆鉆具組合 1800 3280m? 井段 1. 鉆鋌長度的確定 查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆鋌 ,鉆鋌外徑 ，內(nèi)徑 ，均重c N mq ? 。 此時 dB s 1 .3 11 1 0 .8 3 27 .8K ??? ? ? ? ?，最大鉆壓 max 18tW ? ， N ? 則鉆鋌長度為 ? ?3N m a xc 3cB 1 . 1 8 1 8 1 0 9 . 8 2 0 6 . 4 m1 . 2 1 2 1 0 0 . 8 3 2SWL qK ? ? ?? ? ???，所用根數(shù)為 ? ?2 0 6 .4 2 2 .79 .1n ?? 根。 從而實際用 23 根鉆鋌，鉆鋌實際度為 ? ?c 9 .1 2 3 2 0 9 .3 mL ? ? ? 。 2. 鉆桿長度計算及安全校核 查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆桿，鉆桿外徑 ，內(nèi)徑 ，均重173N/mpq ? ,鋼級 E 級，鉆桿抗拉強度 y ? ，抗擠強度 D 58MPa? ? ，抗拉安全系數(shù)為 ? ，抗擠安全系數(shù) ?擠 。 計算最大安全靜拉載荷為： ① 安全系數(shù)法 ? ?ya1 S ?? ? ? ② 設(shè)計系數(shù)法：選取卡瓦長度 ? ， ? ，則112212 .7 4 12 .7 41 1 1. 422 2 2 40 .6 4 2 40 .6 4ytdK dKLL??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?ya2 yt0 . 9 0 . 9 1 0 2 6 . 7 7 6 5 0 . 7 8 k N1 . 4 2FF ?? ?? ? ? ③ 拉力余量法：取拉力余量 445KNMOP? ? ?a 3 y0. 9 = 0. 9 10 26 .7 7 44 5 47 9 kNF F M O P? ? ? ? ? 比較三種安全校核知拉力余量法計算的值最小，作為抗拉安全強度2 11 16 ( KN )aaFF?? 。 則鉆桿許用長度為 c c Bpp4 7 9 1 . 2 1 2 2 0 9 . 3 0 . 8 3 2 1 8 6 2 m1 7 3 / 1 0 0 0 0 . 8 3 2aBF q L KL qK? ? ? ?? ? ?? 東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計 26 根數(shù) 1862 2 0 4 .6 ( )9 .1n ?? 根，實際取 204 根，實際長度 1 2 0 4 9 .1 1 8 5 6 .4 (m )pL ? ? ?， 由于鉆鋌與鉆桿之和 1 8 5 6 . 4 2 0 9 . 3 2 0 6 5 . 7 m 3 2 8 0 m? ? ?所以需要增加一段較高強度的鉆桿方能達到設(shè)計井深。 查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆桿，鉆桿外徑 ，內(nèi)徑 ，均重? ,鋼級 E 級，鉆桿抗拉強度 y ? ，抗擠強度 D ? ? ，抗拉安全系數(shù)為 ? ，抗擠安全系數(shù) ?擠 。 計算最大安全靜拉載荷為： ① 安全系數(shù)法 ? ?ya1 879 S ?? ? ? ② 設(shè)計系數(shù)法：選取卡瓦長度 ? ， ? ，則112212 .7 4 12 .7 41 1 1. 422 2 2 40 .6 4 2 40 .6 4ytdK dKLL??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?ya2 yt0 . 9 0 . 9 1 2 6 9 . 7 7 8 0 5 k N1 . 4 2FF ?? ?? ? ? ③ 拉力余量法：取拉力余量 445KNMOP? ? ?a 3 y0. 9 = 0. 9 12 69 .7 7 44 5 69 8 kNF F M O P? ? ? ? ? 比較三種安全校核知拉力余量法計算的值最小， 作為抗拉安全強度2 11 16 ( KN )aaFF?? 。 則鉆桿許用長度為 c c B 1 1p226 9 8 1 . 2 1 2 2 0 9 . 3 0 . 8 3 2 1 7 3 / 1 0 0 0 1 8 5 6 . 4 0 . 8 3 2 1 2 9 3 m2 0 4 . 3 4 / 1 0 0 0 0 . 8 3 2a p p BpBF q L K q L KL qK?? ? ? ? ? ? ?? ? ?? 1