【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) 鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文 國(guó)石油大學(xué) 北京本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 I 頁 井底鉆具組合及水力參數(shù)設(shè)計(jì)的軟件開發(fā) 摘要 石油鉆井投資大風(fēng)險(xiǎn)高其 鉆具組合設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系著施 工的效益和成敗本論文以單井鉆井工程技術(shù)為框架包含了三個(gè)方面 鉆柱組合設(shè)計(jì)機(jī)械破巖鉆進(jìn)參數(shù)的評(píng)價(jià)和水力參數(shù)論文 對(duì)目前地層 可鉆性求取所采用的方法進(jìn)行了總結(jié)和比較采用尹宏錦教授創(chuàng)立的通 用鉆速方程求對(duì)數(shù)進(jìn)行整理后作為求解的模型通過比較楊格 Young F． S． 模式和通用鉆速方程模型求取最優(yōu)的機(jī)械破巖鉆進(jìn)參數(shù)鉆壓和轉(zhuǎn) 速的方法采用基于通用鉆速方程的模型求取最優(yōu)的機(jī)械破巖鉆進(jìn)參數(shù) 鉆壓和轉(zhuǎn)速用最優(yōu)的鉆壓和轉(zhuǎn)速代入通用鉆速方程求解最優(yōu)條件下的 機(jī)械鉆速與實(shí)際鉆速對(duì)比在水力參數(shù)評(píng)價(jià)方面采用目前已經(jīng)成熟的 最大水馬力模式求最優(yōu)解以最優(yōu)解條件下的水力效率鉆頭水功率 噴射速度射流沖擊力并基于上述模 型編寫了計(jì)算機(jī)程序該軟件采 用面向?qū)ο蟮?VC2021 語言開發(fā) 關(guān)鍵詞鉆進(jìn)參數(shù)鉆具組合水力參數(shù)鉆井軟件 國(guó)石油大學(xué) 北 京 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 II 頁 Abstract The petroleum well drilling is great investment and high riskthe result of Hole Assembly Design has a final say on the efficiency and success of the construction This paper studies and evaluates the drilling parameters Based on drilling time log data and the peration rate model made by professor Yin Hong ji n the drill ability can be calculated out Thus the drilling bit type selection and evaluation will bee possible This paper also discuss bit weight and rotary speed evaluation It depends on the drilling model of professor Yin Hong ji n The drill ability is used in this section The bit hydraulics mud pump discharge and bit nozzle is evaluated in the third part The evaluation program is written in Visual c 2021 puter language Through the bination of the theories mentioned above and the latest research results the author developed Compound Drilling Fluid Hydraulic Parameter Optimum Design System using the high level puter language Delphi with OOP method Key words drilling parameters drilling assemblyBit hydraulics drill software 國(guó)石油大學(xué) 北京本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 III 頁 目 錄 第 1 章 前言 1 11 課題背景及目的 1 12 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3 13 本文主要內(nèi)容 3 第 2 章 鉆井工程設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ) 4 21 鉆柱組合設(shè)計(jì) 4 2 11 鉆柱尺寸選擇 4 21 2 鉆鋌長(zhǎng)度的確定 5 213 鉆桿柱強(qiáng)度設(shè)計(jì) 6 22 水力參數(shù)設(shè)計(jì) 8 2 2 1 鉆井液循環(huán)系統(tǒng)壓耗的計(jì)算 8 確定最優(yōu)排量和最優(yōu)壓耗的最 水 力路線 10 23 下部防斜鉆具設(shè)計(jì) 12 23 1 井斜的原因分析 12 23 2 滿眼鉆具控制井斜 13 23 3 鐘擺鉆具控制井斜 14 第 3 章 生產(chǎn)實(shí)例 17 31 地質(zhì)概況件 17 32 地層位置預(yù)測(cè)及巖性 17 3 3 技術(shù)指標(biāo)及質(zhì)量要求 1 9 33 1 井身質(zhì)量要求井下復(fù)雜情況提示 19 33 2 地層可鉆性分級(jí)及地層壓力預(yù)測(cè) 19 國(guó)石油大學(xué) 北京本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 IV 頁 33 3 井身結(jié)構(gòu) 20 34 鉆井主要設(shè)備 21 3 5 鉆具組合和強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2 1 36 機(jī)械破巖參數(shù) 22 37 水力參數(shù)設(shè)計(jì) 23 38 鉆井參數(shù)設(shè)計(jì) 23 39 計(jì)算過程 24 第４章 軟件編制 29 4 1 流程 圖 2 9 4 2 基本界面 30 4 3 結(jié)果 31 第 5 章 結(jié)論 32 參考文獻(xiàn) 34 致謝 35 附錄 3 6 第 1 章 前言 第 1 頁 第 1 章 前言 11 目的意義 石油工業(yè)是國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)之一．石油鉆井是石油天然氣勘探開發(fā) 不可缺少和最直接的手段鉆井是勘探的繼續(xù)開發(fā)的先導(dǎo)鉆井工程 的費(fèi)用約占勘探開發(fā)總投入的 3050 石油鉆井投資太風(fēng)險(xiǎn)高鉆井 工程設(shè)計(jì)是實(shí)施鉆井工程的前提而其 鉆具組合和水力參數(shù)的設(shè)計(jì)極 其重要直接關(guān)系著施工的效益和成敗應(yīng)該體現(xiàn)其科學(xué)性經(jīng)濟(jì)性綜合 性要實(shí)現(xiàn)高水平的鉆井工程設(shè)計(jì)必須解決目前目前很多鉆井工程技 術(shù)人員仍然在使用紙和計(jì)算器的問題多年來地質(zhì)學(xué)家地球物理學(xué)家和 石油物理學(xué)家 已經(jīng)把先進(jìn)的計(jì)算能力應(yīng)用于他們的專業(yè)領(lǐng)域在鉆井技 術(shù)研究和工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域 引入高級(jí)的計(jì)算技術(shù)包括人工智能技術(shù)是解決 目前 在的問題的重要途徑智能鉆井系統(tǒng)的研究是當(dāng)前鉆井與掘進(jìn)技 術(shù)的最新研究?jī)?nèi)容之一 12 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 調(diào)研發(fā)現(xiàn)國(guó)外一些大的石油軟件公司在鉆井工程設(shè)計(jì)一體化軟件系 統(tǒng)方面作了大量的研究和推廣應(yīng)用工作國(guó)外為鉆井工程設(shè)計(jì)提供相 應(yīng)軟件包的公司有 Landmark 公司 Schlumberger 公司 Maurer 公司 等這些軟件公司的軟件產(chǎn)品應(yīng)用在鉆井過程的各個(gè)階段從地層壓力預(yù) 測(cè)到井身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化井眼軌道設(shè)計(jì)套管設(shè)計(jì)等直至鉆井施工 的鉆井?dāng)?shù)據(jù)采集與分析幫助客戶實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)工作流程和作業(yè)過程的一體 化從而在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)達(dá)到資源的優(yōu)化配置創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益 總之這些石油軟件公司已將集成化一體化作為其產(chǎn)品研發(fā)的主導(dǎo)思想 其中 1 Landmark 公司 CasingSite 軟件實(shí)現(xiàn)了套管柱管串設(shè)計(jì)和強(qiáng)度 校核并將設(shè)計(jì)結(jié)果以報(bào)表輸出 WellPlan 軟件完成帶彎接頭底部鉆具 組合設(shè)計(jì)固井臨界返速分析水力分析卡鉆設(shè)計(jì)摩阻與扭矩防 第 1 章 前言 第 2 頁 [1] 碰分析井控等功能 2 Paradigm 公司 DirectorGeo 實(shí)現(xiàn)了鉆井工程師與地質(zhì)解釋人員 在一個(gè)多學(xué)科環(huán)境下一起工作完成地質(zhì)目標(biāo)選 擇油井設(shè)計(jì)和三維可 視化 CementIT 幫助鉆井工程師分析各種流體泵送情況確定最終多流 體結(jié)構(gòu)固井計(jì)算程序進(jìn)行各循環(huán)流體的完全水力學(xué)分析 CaseWell 完 [2] 成套管設(shè)計(jì) PumpIT 完成水力計(jì)算等 3 Schlumberger 該公司產(chǎn)品 Drilling Office 是一體化的鉆井工程 應(yīng)用軟件其功能涵蓋了油井生命周期 國(guó)外軟件的優(yōu)缺點(diǎn) Landmark 和 Schlumberger 的優(yōu)點(diǎn)是軟件基于 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了鉆井應(yīng)用程序模塊間一體化界面友好 Landmark 的缺點(diǎn)是技術(shù)先進(jìn)性一般 支持的模型較少相應(yīng)計(jì)算考慮因素還有欠 缺 Maurer 的優(yōu)點(diǎn)是功能全面包括欠平衡設(shè)計(jì)套管磨損及 水管磨損 連續(xù)軟管鉆井等 Maurer 的缺點(diǎn)是軟件輸出數(shù)據(jù)圖表的規(guī)范性和靈活性 差數(shù)據(jù)管理能 力不足 Paradigm 公司的優(yōu)點(diǎn)是三維顯示效果好 設(shè)計(jì)的 井身軌跡地震數(shù)據(jù)地層孔隙壓力等可以在三維可視化的環(huán)境 顯示 [3] 缺點(diǎn)是功能及技術(shù)先進(jìn)性一般 總之國(guó)外軟件雖然采用了先進(jìn)的鉆井工藝技術(shù)并很好地將計(jì)算機(jī) 技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于鉆井工程設(shè)計(jì)統(tǒng)一了數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了鉆井應(yīng)用 程序模塊間的一體化但軟件的本地化欠缺不符合中國(guó)的國(guó)情某些計(jì) 算參數(shù)在國(guó)內(nèi)的實(shí)際生產(chǎn) 很難采集到使得設(shè)計(jì)軟件在可用性和易用 性上 在 一定的不足同時(shí)價(jià)格昂貴維護(hù)不便 調(diào)研和查新結(jié)果表明國(guó)內(nèi)研究和報(bào)道鉆井工程設(shè)計(jì)一體化系統(tǒng)的 文獻(xiàn)相對(duì)較少而真正實(shí)現(xiàn)鉆井工程設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)化可視化標(biāo)準(zhǔn)化的軟件則 更少一體化則未見報(bào)道多年來國(guó)內(nèi)各石油院校以及各大油田研究院 所在引進(jìn)吸收自行開發(fā)的過程中在鉆井工程設(shè)計(jì)軟件開發(fā)方面做了一 定的工作 13 本文主要內(nèi)容 本文以鉆井工程設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)介紹了鉆井工程軟件設(shè)計(jì)的全過 程其中第 2 章講述了鉆柱組合設(shè)計(jì)水力參數(shù)設(shè)計(jì)下部防斜鉆具設(shè) 第 1 章 前言 第 3 頁 計(jì)第 3 章結(jié)合理論基礎(chǔ)介紹了在實(shí)際生產(chǎn)中的鉆井工程設(shè)計(jì)第四章