【正文】 (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 。 ?? 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。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。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 。如無特殊情況應(yīng)采用高速紊流頂替。而且隔離液返出套管后，也起到清洗環(huán)形空間的作用。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。 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。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。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)。目前我國使用的油井水泥有 9 個級別和三個類型。油井水泥是封固套管和井壁環(huán)形空間的重要材料。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。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。固化后具有良好的抗?jié)B性、穩(wěn)定性和耐腐蝕性。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。,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。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。,20,dhppvdgcmdcasgcm??????? cichLd 計(jì)算噴嘴的直徑。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。計(jì)算噴嘴的直徑。rpr哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)27 第一臨界井深為 （68 ）maQpDrFc?? 第二臨界井深為 （69）aa. 噴嘴直徑的確定當(dāng) 時， （C=） （6pcD?.[()]drerQdCpamD????10）當(dāng) 時， （6pcpa?11）當(dāng) 時， （6paD?.[()]daerQdCpmD????12）當(dāng) 時， （6Fc?.[()]drnerdpaQ????13）當(dāng) 時， （6FcFaD?14）當(dāng) 時， （6Fa?.[()]daerQdpmD????15） 最優(yōu)排量的計(jì)算 .()roptQamD????????哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)28 泵的各種參數(shù)計(jì)算 一開時泵的計(jì)算1. 0—355m 根據(jù)鄰井參數(shù)可知選擇缸套直徑為 的型號為 的鉆170m?ANBSL103?進(jìn)泵兩臺，其額定排量為 ,額定泵壓為 。aQ 計(jì)算不同井深循環(huán)壓耗系數(shù)單位長度鉆桿內(nèi)外壓耗系數(shù)： (63)()()dpvihphpmdd??? ???? ???? ?單位長度鉆鋌內(nèi)外壓耗系數(shù)： (64).()()cdpvcihchcK? ?? ?? ?單位長度循環(huán)系統(tǒng)壓耗系數(shù)： (65)cgmLKa???式中： ，為地面管匯內(nèi)外壓耗系數(shù)， 為鉆井液塑性粘度，L ???pv?鉆桿長度； 為鉆鋌長度，m； 為鉆桿內(nèi)徑，cm； 、 分別為鉆鋌內(nèi)徑、cLpidcid外徑，cm。 在巖石強(qiáng)度較高的地層，射流擠入巖石中由 鉆頭機(jī)械力造成的微裂紋和微裂縫內(nèi)，形成 “水楔” ，使微裂紋和裂縫擴(kuò)展，從而大大降 低巖石的破碎強(qiáng)度。 d）漫流流速與射流速度和流量成正比關(guān)系：vcr ? Qv0 為了提高射流清洗井底的能力，應(yīng)當(dāng)： a）增大射流噴速； b）減小噴射距離； c）必須使射流的 Qv0 盡可能大。 c）在沖擊區(qū)內(nèi)，中心的漫流 vcr0=0，稱為死點(diǎn)或滯留點(diǎn)，邊緣處最大。噴速 v0=，vcr=。（2）漫流的橫推作用 射流撞擊井底后形成的漫流是一 層很薄的高速液流（漫流） ，對井底 巖屑產(chǎn)生一個橫向推力，使其離開原 來的位置。射流對井底的清洗作用：（1）射流的沖擊壓力作用 射流撞擊井底后形成的沖擊壓力極 不均勻。噴射鉆井：在鉆頭上安裝可以產(chǎn) 生高速射流的噴嘴， 高壓鉆井液流過噴嘴 時可產(chǎn)生高速流動的 水射流，給井底以很 大的沖擊力，把巖屑 及時沖離井底，并輔 助破碎巖石。從 70 年代至 80 年 代末，經(jīng)歷了三個發(fā)展階段： 噴射鉆井初級階段：泵壓 10—12MPa；噴射鉆井中級階段：泵壓 14—15MPa ?↗ 66% 噴射鉆井高效率階段：泵壓 18—20MPa ?↗ 40% 第四階段：泵壓﹥30 MPa ——增壓噴射鉆井 即鉆壓、泵壓、鉆頭比水功率和噴射速度要提高，噴嘴直徑 和排量應(yīng)適當(dāng)縮小。度 ，為 一 次 開 鉆 鉆 井 液 的 密為 加 入 重 晶 石 的 量 ，式 中 ： ）（重原 漿重重 水土原 漿重 ?? ??????? 鉆井液設(shè)計(jì) 井筒內(nèi)鉆井液體積 3221 mLDViini ??????? ??井 筒 ） 得解 ： 由 公 式 （。)65)( 。3120V?循 環(huán) 損耗量損耗量為 （52）%20???）（ 循 環(huán)井 筒損 耗 V 需要加入粘土、清水的量 （53）土土水原 漿 ?m （54）1%5水土 V?式中： 為所加入粘土的密度，取 2022Kg/m3； 為所配鉆井液的最大體積，土? 原 漿V , 為所加粘土質(zhì)量，t； 為配制鉆井液所需要的水的體積， 查3m土 水 3m取資料知 ,203kg?土?。 鉆井液的選擇 井筒內(nèi)鉆井液體積 （51）iniLDV214???井 筒式中： 為井筒內(nèi)鉆井液的體積，m 3； 為第 i 段井徑，m； 為第 i 段井眼井 筒Vi iL 長度，m。泡沫鉆井液是以泡沫作為鉆井循環(huán)流體的鉆井液。1978 年以來開始在我國鉆井現(xiàn)場使用。（3）油包水（反相乳化）鉆井液。（2）油基鉆井液。（1）原油鉆井液。其主要組成是原油、柴油、加重劑、化學(xué)處理劑和水等。包括陽離子聚合物鉆井液、兩性離子聚合物鉆井液、全陽離子聚合物鉆井液、深井聚合物鉆井液和正電膠鉆井液等。它是以聚合物為主體，配以降粘劑，降濾失劑、防塌劑和潤滑劑等多種化學(xué)處理劑所組成的鉆井液。1978 年以來開始在我國鉆井現(xiàn)場使用。（7）鉀基鉆井液。含有 3%40%乳化油類的水基鉆井液（6）不分散低固相聚合物鉆井液。含有一種或多種可溶性鹽的飽和溶液。鈣離子含量低于 。氯化鈉含量高于 10。氯化鈉含量低于 10，鈣離子含量低于 。水基鉆井液基本經(jīng)歷了五個階段，即天然鉆井液（19041921 年） 、細(xì)分散鉆井液（19211946 年） 、粗分散鉆井液（19461973 年） 、不分散低固相鉆井液（1966 年至今） 、無固相鉆井液（1968 年至今） 、聚合物鉆井液（1978 年至今）階段等。 水基鉆井液是一種以水為分散介質(zhì)，以粘土（膨潤土） 、加重劑及各種化學(xué)處理劑為分散相的溶膠懸浮體混合體系。清水是使用最早的鉆井液，無需處理，使用方便，適用于完整巖層和水源充足的地區(qū)。鉆井液是鉆井的血液，又稱鉆孔沖洗液。解：由書中查得 ，取 MOP=300kN，.yt?最大安全靜拉： 安全系數(shù)法：F = = （kN）??設(shè)計(jì)系數(shù)法：F = = =(kN)a??yt?..16拉力余量法：F = MOP= 300=(kN)ay?按最小原則取F =(kN)a由公式（42）得L= （m）()???井中鉆桿長度=（m）根數(shù)N= ()?根