【正文】 號(hào) 井段(m)鉆頭尺寸(mm)鉆頭類(lèi)型生產(chǎn)廠(chǎng) 噴嘴組合鉆壓(kN)轉(zhuǎn)速(rpm)排量(l/s)泥漿密度(g/cm3)永樂(lè)區(qū)塊 01100 200 3B 大慶 10+10+10 120140 195200 3335永樂(lè)區(qū)塊11001620200 FM202 大 港 9+9+9+9 3040 195200 3335 井號(hào) 套管類(lèi)型 套管層位 井段(m) 外徑(mm)鋼級(jí) 段重(t)長(zhǎng)度(m)壁厚(mm)累重(t)抗拉系數(shù)抗擠系數(shù)永樂(lè)區(qū)塊 常規(guī) 表層 010 139 J55 10 .25 永樂(lè)區(qū)塊 常規(guī) 油層 101360 139 J55 1350 永樂(lè)區(qū)塊 常規(guī) 油層13601620139 J55 260 井號(hào)鉆頭尺寸(mm)井段(m) 泵壓(MPa)鉆頭壓降(MPa)環(huán)空壓降(MPa)沖擊力(kN)噴射速度(m/s)鉆頭水功率(%)比水功率(%)上返速度(m/s)功率利用率(%)永樂(lè)區(qū)塊 200 01100 6 149 463 14 永樂(lè)區(qū)塊 20011001620 10 6 92 194 6 哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)4井號(hào) 套管層位固井前密度要求(g/cm3)上返深度(m)水泥塞面深度(m)水泥漿密度(g/cm3)漏失量(m3)水泥品種標(biāo)號(hào)注水泥量(袋)外加劑品種外加劑量(kg)永樂(lè)區(qū)塊 油層 1310 0 G 級(jí) 240 0哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)5第 2 章 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)是指由直徑、深度和作用各不相同，且均注水泥封固環(huán)形空間而形成的軸心線(xiàn)重合的一組套管與水泥環(huán)的組合。：井身結(jié)構(gòu)中下入的第一層套管叫導(dǎo)管。：井身結(jié)構(gòu)中第二層套管叫表層套管，一般為幾十至幾百米。其作用是封隔上部不穩(wěn)定的松軟地層和水層。是鉆井中途遇到高壓油氣水層、漏失層和坍塌層等復(fù)雜地層時(shí)為鉆至目的地層而下的套管，其層次由復(fù)雜層的多少而定。：井身結(jié)構(gòu)中最內(nèi)的一層套管叫油層套管。一般要求固井水泥返至最上部油氣層頂部100～150 米。：是指固井時(shí)，水泥漿沿套管與井壁之間和環(huán)形空間上返面到轉(zhuǎn)盤(pán)平面之間的距離。鉆井液是鉆井的血液，又稱(chēng)鉆孔沖洗液。清水是使用最早的鉆井液，無(wú)需處理，使用方便，適用于完整巖層和水源充足的地區(qū)。鉆井液有以下十種作用：（1） 清潔井底，攜帶巖屑。（2） 冷卻和潤(rùn)滑鉆頭及鉆柱。（3） 平衡井壁巖石側(cè)壓力，在井壁形成濾餅，封閉和穩(wěn)定井壁。（4） 平衡（控制）地層壓力。（5） 懸浮巖屑和加重劑。（6） 在地面能沉除砂子和巖屑。傳遞井下動(dòng)力鉆具所需動(dòng)力和鉆頭水力功率。鉆井液對(duì)鉆具和套管的浮力，可減小起下鉆時(shí)起升系統(tǒng)的載荷。利用鉆井液可進(jìn)行電法測(cè)井，巖屑錄井等獲取井下資料。鉆井液通過(guò)噴嘴所形成的高速射流能夠直接破碎或輔助破碎巖石。 預(yù)計(jì)發(fā)生井涌情況3g/c = + +S + 　　 (22)f?pmaxbSf21kpmaxDS?式中： 為第 n 層套管以下井段發(fā)生井涌時(shí)，在井內(nèi)最大壓力梯度作用下，上f?部地層不被壓裂所應(yīng)有的地層破裂壓力梯度， ； 為第 n 層套管下入深3g/cpmax?度初選點(diǎn)，m；S 為壓井時(shí)井內(nèi)壓力增高值的等效密度 , 取 ； 為地f 3g/c21D層壓裂安全增值，取 。取△p =16Mpa。 初選點(diǎn)的確定21D已知= ， = ，S =，D =1700m，S =0,06 ，確pmax?3g/cbS3g/cmfmaxpk3g/cm定表層套管下入深度 。21解：由公式 23 得哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)8 +???mP?(098. mini)pD??pmaxbS(+)250= Mpa Mpa,16??nP＜ 不會(huì)發(fā)生壓差卡套，所以初選點(diǎn) =350m 為表層套管的下入深度。2解： =（1． 1+）250= MpaP?而 =16MPa， 所以 所以不會(huì)發(fā)生壓差卡套Np?N結(jié)論統(tǒng)計(jì)查《鉆井手冊(cè)（甲方） 》 ，選擇鉆頭與套管如下表所示井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表井號(hào) 項(xiàng)目 鉆頭尺寸 (mm) 下深 (m) 套管外徑 (mm) 井深（m）SJ0064 表層 355 339,5 350SJ0064 油層 200 1695 1700哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)9第 3 章 套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)表層套管(surface casing)是油氣井套管程序里最外層的套管。表層套管的作用有：①隔離上部含水層，不使地面水和表層地下水滲入井筒；②保護(hù)井口，加固表土層井段的井壁；③對(duì)于繼續(xù)鉆下去會(huì)遇到高壓油氣層的，在表層套管上安裝防噴器預(yù)防井噴。表層套管的深度，最少 100 米。是油氣井套管程序里的最后一層套管，從井口一直下到穿過(guò)的油氣層以下。油層套管的作用是油氣到地面的通道，把油氣與全部地層隔絕，保證油氣壓力不泄漏。油層套管的固井質(zhì)量，一方面關(guān)系到作為探井，是油氣測(cè)試的關(guān)鍵；另一方面關(guān)系到作為生產(chǎn)井，直接影響井的壽命。金屬材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力稱(chēng)為強(qiáng)度。強(qiáng)度是機(jī)械零部件首先應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求。 2．某段鋼級(jí)套管的最大下入深度 D = n310Ddgs??????23?式中: 為某段鋼級(jí)套管抗外擠強(qiáng)度，MPa ； S 為最小抗外擠安全系數(shù)，取 D? 。s?34．安全系數(shù)抗拉安全系數(shù) =。解：（1）對(duì)第一段油套進(jìn)行抗擠強(qiáng)度校核由公式（31）得 = gDS 10 = 169510 =(MPa)1cpd?D3? 3? 由表（31）可知： ()cMPa??所以 1cp?所以第一段油套滿(mǎn)足抗擠強(qiáng)度。第一段套管實(shí)際使用長(zhǎng)度為=33=(m)1L第二段油套的使用根數(shù)為（根）..N???實(shí)際取 153 根。哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)12 油層套管的抗拉強(qiáng)度校核解：由公式（33 得） ????由表（31）知 16(/)cqNm則 ()BtctTWSqL kN??????由表（31）知 197()Tk??所以 ?所以第一段油層套管滿(mǎn)足抗拉強(qiáng)度。 表層套管柱設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，查《鉆井手冊(cè)（甲方）》選擇表層套管 表33 表層套管鋼級(jí)選擇鋼級(jí) 外徑(mm)內(nèi)徑(mm)壁厚(mm)均重(N/m)抗拉強(qiáng)度(kN)抗內(nèi)擠強(qiáng)度(MPa)抗擠強(qiáng)度(MPa)管體屈服強(qiáng)度(kN)H40 323 哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)13判斷表層套管是否滿(mǎn)足要求解：（1）由公式（31）得 = gDS 10 =(MPa)3cpd?D3? 由表（31）可知： ()MPa??所以 所以表層套管滿(mǎn)足抗擠強(qiáng)度。3T?? 設(shè)計(jì)結(jié)果表 34 套管柱設(shè)計(jì)參數(shù) 項(xiàng)目套管層位井段m 鋼級(jí) 外徑(mm)內(nèi)徑(mm)壁厚(mm)均重(N/m)抗拉強(qiáng)度(kN)抗內(nèi)擠強(qiáng)度(MPa)抗擠強(qiáng)度(MPa)管體屈服強(qiáng)度(kN)表層套管 0355 H40 323 8 2406.5油層套管Ⅱ 3551100 J55 油層套管Ⅰ11001700 J55 4 1103.2哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)14第 4 章 鉆柱設(shè)計(jì)井眼內(nèi)鉆桿、巖芯筒和鉆頭或者鉆桿、鉆鋌和鉆頭的組合體,與井口鉆盤(pán)連接并被其轉(zhuǎn)動(dòng)。其主體包括方鉆桿，鉆桿，鉆鋌，各種連接接頭及穩(wěn)定器等井下工具。其主要特點(diǎn)是壁厚大（一般為 38~53mm,相當(dāng)于鉆桿壁厚的 4~6 倍） ，具有較大的重力和剛度。鉆桿是鉆孔工具中連接鉆頭、用以傳遞動(dòng)力的桿件。鉆柱的基本作用是：(1)起下鉆頭；(2)施加鉆壓； (3)傳遞動(dòng)力；(4)輸送鉆井液；(5) 進(jìn)行特殊作業(yè)：擠水泥、處理井下事故等。鉆桿的用途是將鉆探泥漿運(yùn)送到鉆頭，并與鉆頭一起提高、降低或旋轉(zhuǎn)底孔裝置。在油氣的開(kāi)采和提煉過(guò)程中，鉆桿可以多次使用。nt243。常用的鉆頭主要有麻花鉆、扁鉆、中心鉆、深孔鉆和套料鉆。 挖坑作業(yè)時(shí)，鉆頭繞立軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)作軸向移動(dòng)。當(dāng)土流運(yùn)動(dòng)到無(wú)坑壁阻擋處時(shí)，由于離心力作用碎土被拋到坑的周?chē)?，完成整個(gè)挖坑過(guò)程。 所需鉆鋌長(zhǎng)度的計(jì)算公式 L = cNBWSqK? ??41?式中：W 為設(shè)計(jì)最大鉆壓，kN； 為安全系數(shù), 此取 S = ；K 為鉆井NB液浮力系數(shù) ； 為所需鉆鋌的長(zhǎng)度, m ； 為每次開(kāi)鉆所需鉆鋌單位長(zhǎng)度 ， cLc重量，N /m； 為每次開(kāi)鉆所需鉆鋌的根數(shù) ，每根鉆鋌的長(zhǎng)度 m 。 外 擠p 鉆鋌、鉆桿長(zhǎng)度的計(jì)算 一次開(kāi)鉆鉆具組合0—355m1．鉆鋌長(zhǎng)度的確定查《鉆井手冊(cè)（甲方）》選擇鉆鋌，選用鉆鋌：NC5680,鉆鋌外徑 ，內(nèi)徑 ，均重 q =2190N/m,W=140KN,求鉆鋌的使用長(zhǎng)度。求鉆t桿的使用長(zhǎng)度。最大許用抗擠強(qiáng)度 =（MPa)c?(MPa)，????外 擠哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)17而 =（MPa)c? p外 擠故安全校核所選鉆鋌及鉆桿滿(mǎn)足要求 二次開(kāi)鉆鉆具組合355—1100m查《鉆井手冊(cè)（甲方） 》選擇鉆鋌，選用鉆鋌：NC5070,鉆鋌外徑 187mm，內(nèi)徑 ，長(zhǎng)度為 ，均重 =,W=140KN，求鉆鋌使用長(zhǎng)度。解：由書(shū)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哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)18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(zhǎng)度=（m）根數(shù)N= .()?根取 N=106 根則鉆桿實(shí)際長(zhǎng)度為 合格106.=.()m??。c解： K =1 =1Bsd?? 由公式 得：??41? 鉆鋌長(zhǎng)度為L(zhǎng) = =cNBWSqK? ???? 鉆鋌根數(shù)為，.?根哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)19從而實(shí)際用 14 根鉆鋌，鉆鋌實(shí)際長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 14= (m)c實(shí) ?（2）鉆桿長(zhǎng)度計(jì)算及安全校核查《鉆井手冊(cè)（甲方） 》選擇鉆桿：鉆桿外徑 127mm，內(nèi)徑 ，鋼級(jí) D 級(jí)，按最小屈服強(qiáng)度計(jì)算 ；最小抗擠壓力為 （kN）；?q=，求鉆桿長(zhǎng)度。最大許用抗擠強(qiáng)度 =（MPa)c?(MPa)，????外 擠而 =（MPa)c p外 擠 故安全校核所選鉆鋌及鉆桿滿(mǎn)足要求哈爾濱石油學(xué)院課程設(shè)計(jì)20 設(shè)計(jì)結(jié)果鉆具組合設(shè)計(jì)表項(xiàng)目 鉆頭尺寸(mm)鉆鋌外徑(mm)鉆鋌長(zhǎng)度(m)鉆桿外徑(mm)鉆桿長(zhǎng)度（m)一開(kāi) 91 1871