【正文】 畢業(yè)設(shè)計 鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計論文 國石油大學 北京本科畢業(yè)設(shè)計 第 I 頁 井底鉆具組合及水力參數(shù)設(shè)計的軟件開發(fā) 摘要 石油鉆井投資大風險高其 鉆具組合設(shè)計的好壞直接關(guān)系著施 工的效益和成敗本論文以單井鉆井工程技術(shù)為框架包含了三個方面 鉆柱組合設(shè)計機械破巖鉆進參數(shù)的評價和水力參數(shù)論文 對目前地層 可鉆性求取所采用的方法進行了總結(jié)和比較采用尹宏錦教授創(chuàng)立的通 用鉆速方程求對數(shù)進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)的機械破巖鉆進參數(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)的機械破巖鉆進參數(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 機械鉆速與實際鉆速對比在水力參數(shù)評價方面采用目前已經(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 型編寫了計算機程序該軟件采 用面向?qū)ο蟮?VC2021 語言開發(fā) 關(guān)鍵詞鉆進參數(shù)鉆具組合水力參數(shù)鉆井軟件 國石油大學 北 京 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 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 國石油大學 北京本科畢業(yè)設(shè)計 第 III 頁 目 錄 第 1 章 前言 1 11 課題背景及目的 1 12 國內(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)計理論基礎(chǔ) 4 21 鉆柱組合設(shè)計 4 2 11 鉆柱尺寸選擇 4 21 2 鉆鋌長度的確定 5 213 鉆桿柱強度設(shè)計 6 22 水力參數(shù)設(shè)計 8 2 2 1 鉆井液循環(huán)系統(tǒng)壓耗的計算 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 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)實例 17 31 地質(zhì)概況件 17 32 地層位置預(yù)測及巖性 17 3 3 技術(shù)指標及質(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 地層可鉆性分級及地層壓力預(yù)測 19 國石油大學 北京本科畢業(yè)設(shè)計 第 IV 頁 33 3 井身結(jié)構(gòu) 20 34 鉆井主要設(shè)備 21 3 5 鉆具組合和強度設(shè)計 2 1 36 機械破巖參數(shù) 22 37 水力參數(shù)設(shè)計 23 38 鉆井參數(shù)設(shè)計 23 39 計算過程 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 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)的先導鉆井工程 的費用約占勘探開發(fā)總投入的 3050 石油鉆井投資太風險高鉆井 工程設(shè)計是實施鉆井工程的前提而其 鉆具組合和水力參數(shù)的設(shè)計極 其重要直接關(guān)系著施工的效益和成敗應(yīng)該體現(xiàn)其科學性經(jīng)濟性綜合 性要實現(xiàn)高水平的鉆井工程設(shè)計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算器的問題多年來地質(zhì)學家地球物理學家和 石油物理學家 已經(jīng)把先進的計算能力應(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)計領(lǐng)域 引入高級的計算技術(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)的研究是當前鉆井與掘進技 術(shù)的最新研究內(nèi)容之一 12 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 調(diào)研發(fā)現(xiàn)國外一些大的石油軟件公司在鉆井工程設(shè)計一體化軟件系 統(tǒng)方面作了大量的研究和推廣應(yīng)用工作國外為鉆井工程設(shè)計提供相 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階段從地層壓力預(yù) 測到井身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化井眼軌道設(shè)計套管設(shè)計等直至鉆井施工 的鉆井數(shù)據(jù)采集與分析幫助客戶實現(xiàn)數(shù)據(jù)工作流程和作業(yè)過程的一體 化從而在整個企業(yè)范圍內(nèi)達到資源的優(yōu)化配置創(chuàng)造最大的經(jīng)濟效益 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)的主導思想 其中 1 Landmark 公司 CasingSite 軟件實現(xiàn)了套管柱管串設(shè)計和強度 校核并將設(shè)計結(jié)果以報表輸出 WellPlan 軟件完成帶彎接頭底部鉆具 組合設(shè)計固井臨界返速分析水力分析卡鉆設(shè)計摩阻與扭矩防 第 1 章 前言 第 2 頁 [1] 碰分析井控等功能 2 Paradigm 公司 DirectorGeo 實現(xiàn)了鉆井工程師與地質(zhì)解釋人員 在一個多學科環(huán)境下一起工作完成地質(zhì)目標選 擇油井設(shè)計和三維可 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)固井計算程序進行各循環(huán)流體的完全水力學分析 CaseWell 完 [2] 成套管設(shè)計 PumpIT 完成水力計算等 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 國外軟件的優(yōu)缺點 Landmark 和 Schlumberger 的優(yōu)點是軟件基于 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)了鉆井應(yīng)用程序模塊間一體化界面友好 Landmark 的缺點是技術(shù)先進性一般 支持的模型較少相應(yīng)計算考慮因素還有欠 缺 Maurer 的優(yōu)點是功能全面包括欠平衡設(shè)計套管磨損及 水管磨損 連續(xù)軟管鉆井等 Maurer 的缺點是軟件輸出數(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)點是三維顯示效果好 設(shè)計的 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] 缺點是功能及技術(shù)先進性一般 總之國外軟件雖然采用了先進的鉆井工藝技術(shù)并很好地將計算機 技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于鉆井工程設(shè)計統(tǒng)一了數(shù)據(jù)平臺實現(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的國情某些計 算參數(shù)在國內(nèi)的實際生產(chǎn) 很難采集到使得設(shè)計軟件在可用性和易用 性上 在 一定的不足同時價格昂貴維護不便 調(diào)研和查新結(jié)果表明國內(nèi)研究和報道鉆井工程設(shè)計一體化系統(tǒng)的 文獻相對較少而真正實現(xiàn)鉆井工程設(shè)計網(wǎng)絡(luò)化可視化標準化的軟件則 更少一體化則未見報道多年來國內(nèi)各石油院校以及各大油田研究院 所在引進吸收自行開發(fā)的過程中在鉆井工程設(shè)計軟件開發(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)計理論為基礎(chǔ)介紹了鉆井工程軟件設(shè)計的全過 程其中第 2 章講述了鉆柱組合設(shè)計水力參數(shù)設(shè)計下部防斜鉆具設(shè) 第 1 章 前言 第 3 頁 計第 3 章結(jié)合理論基礎(chǔ)介紹了在實際生產(chǎn)中的鉆井工程設(shè)計第四章