中国石油大学在线考试期末考试《_钻井工程》答案.pdf

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1、中国石油大学（北京）远程教育学院期 末 考 试钻井工程学习中心：-三 一 方*姓名：张*学号：*0 3 4一、名词 解 释（每小 题5分，共2 0分）1.井斜方位角某测点处的井眼方向线投影到水平面上称为井眼方位线，以正北方向线为始边，顺时针旋转至井眼方位线所转过的角度称为井斜方位角。2.硬关井是指在没打开放喷闸门防喷的情况下，直接关闭防喷器的关井。3.欠平衡钻井欠平衡钻井又叫负压钻井，是指在钻井时井底压力小于地层压力，地底的流体有控制地进入井筒并且循环到地面上的钻井技术。4.岩石的可钻性是钻进时岩石抵抗机械破碎能力的量化指标。岩石可钻性是工程钻探中选择钻进方法、钻头结构类型、钻进工艺参数，衡量

2、钻进速度和实行定额管理的主要依据。二、简 答 题（每小 题10分，共4 0分）1.钟摆钻具组合的防斜原理答：当钟摆摆过一定角度时，在钟摆上会产生一个向回摆的力，称作钟摆力。显然，钟摆摆过的角度越大，钟摆力就越大。如果在钻柱的下部适当位置加一个扶正器，该扶正器支撑在井壁上，使下部钻柱悬空，则该扶正器以下的钻柱就好像一个钟摆，也要产生一个钟摆力，此钟摆力的作用是使钻头切削井壁的下侧，从而使新钻的井眼不断降斜。2.钻井液的功用答：（1）清除井底岩屑，并携带至地面。（2）冷却，润滑钻头和钻具，给地层以冲击力，加快破碎岩石速度。（3）悬浮岩屑。（4）平衡地层压力，防止井喷、井漏、井塌和卡钻等事故。（5）

3、形成低渗透性泥饼巩固井壁。（6）涡轮钻具的井底动力液。（7）控制腐蚀。（8）承受部分钻柱和套管的重量。（9）帮助录井。（10）减少油气层伤害。3.射流清洁井底的机理答:射流撞击井底后形成的井底冲击压力波和井底漫流是射流对井底清洗的两 个 主 要 作 用 形 式。（1）射流的冲击压力作用。射流撞击井底后形成的井底冲击压力波并不是作用在整个井底，而是作用在某些小圆面积上。就整个井底而言，射流作用的面积内压力较高，而射流作用的面积以外压力较低。在射流的冲击范围内，冲击压力也极不均匀，射流作用的中心压力最高，离开中心则压力急剧下降。另外，由于钻头的旋转，射流作用的小面积在迅速移动，本来不均匀的压力分布

4、又在迅速变化。由于这两个原因，使作用在井底岩屑上的冲击压力极不均匀，极不均匀的冲击压力使岩屑产生一个翻转力矩，从而离开井底，这就是射流对井底岩屑的冲击翻转作用。（2）漫流的横推作用，射流撞击井底后形成的漫流是一层很薄的高速液流层，它对井底岩屑产生一个横向推力，使起离开原来的位置，进入环空。4.钻柱的功用答：（1）为钻井液由井口流向钻头提供通道；（2）给钻头施加适当的压力（钻压），使钻头的工作刃不断吃入岩石；（3）把 地 面 动 力（扭矩等）传递给钻头，使钻头不断旋转破碎岩石；（4）起下钻头；（5）根据钻柱的长度计算井深；（6）通过钻柱可以观察和了解钻头的工作情况、井眼状况及地层情况等；（7）进

5、行取心、挤水泥、打捞井下落物，处理井下事故等特殊作业；（8）对地层流体及压力状况进行测试与评价，及钻杆测试等。三、课 程 设 计（共 40分）设计任务：X X 油区X X 凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。设计内容：（其 中 打 部 分 必 须 设 计，其他部分可选做或不做）。L地质设计摘要（J）;2.井身结构设计（J）；3.固井工程设计：套管柱强度设计（V）；4.钻柱组合和强度设计（V）；5 .钻机选择（J ）；6 .钻进参数设计：（1）机械破岩参数设计（包括钻头选型，所有钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速）（J）；（2）钻井液体系及性能设计（仅设计钻井液密度，其它参数不作要求）（

6、3）水力参数设计（J）；（4）钻柱与下部防斜钻具结构（V）o考核方式及成绩评定（1）格式、规范：4分，评分依据：工程设计规范；评分标准：4*符合程度。（2）设计的依据与原则准确性：1 2 分，评分依据：工程设计依据与原则；评分标准：1 2*符合程度。（3）过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性：1 2 分，评分依据：参数符合工程实际，计算过程可靠；评分标准：1 2*符合程度。（4）结果准确性：1 2 分。基础数据：1 .地质概况：见后附设计样例表A1。2 .设计井深：H=3 0 0 0 +4 X 1 0 0+学号的后二位数字X3 （m）3 .地层压力和破裂压力剖面：根据图A-1,地层压力梯度

7、的当量钻井液密度由L O O g/c n?变为L lO g/c n?的井深按以下规律取值：H=3 0 0 0 +4 X 1 0 0+学号的后二位数字X3 （m）4 .设计系数：见表A-2 和表A-3,其他数据查 钻井手册（甲方）和参考书。5.水力参数设计数据见表A-4 o6 .钻柱设计数据见参数书2。7 .完井方式：先期裸眼完井，0 1 7 7.8 m m（7 ）生产套管。附录1.地质概况表 A-1井别探 井井号A5设计井深目的层Q,井位坐标地 面 海 拔m 50纵（力）m 4275165横（y）m 20416485测线位置504和45地震测线交点地理位置X X省XX市东500m构造位置X X

8、凹陷钻探目的了解X X构造Q 含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源完钻原则进入0150m完钻完井方法先期裸眼层位代号底界深度，m分层厚度，m主要岩性描述故障提示A280砾岩层夹砂土，未胶结渗漏B600320上部砾岩，砂质砾岩，中下部含砾砂岩渗漏C1050450中上部含砺砂岩、夹泥岩和粉砂质泥岩；下部砺状砂岩，含砺砂岩、泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层防塌D1600泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂岩不等厚互层，泥质粉砂岩防漏防斜E1900300砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂岩、含砺砂岩防斜防漏F32650750泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩防斜F2J2900250泥岩夹钙质砂岩，夹碳质条带煤线，中部

9、泥岩夹煤层、下部泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩防斜、塌、卡F2K3150250泥岩为主，泥质粉砂岩，中粗砂岩，砂砾岩间互Fi3500350泥岩、泥质砂岩、下部灰褐色泥岩防漏、喷、卡QJ3650（未穿）150深灰，浅灰色灰岩为主，间夹褐，砖红色泥岩防漏、喷、卡2.井身结构设计钻探目的层为。，灰岩地层，确定完井方法为先期裸眼完井。油气套管下入层 3 5m。根据地质情况，钻达目的层过程中不受盐岩，高压水层等复杂地层影响，故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面（图A1）进行。设计系数见表A-2。表 A-2 井深结构设计有关系数名称*g/cm3*g/cm3g/cm3又g/cm3必MPa比MPa数值0.050.

10、050.030.051520来源理论计算理论计算区域资料统计区域资料统计区域资料统计区域资料统计表 A-3各层段地层可钻级值地 层ABCDEF3FF2 KFiQJ可钻性值0.611.3 92.1 633.57.35.24.93.水力参数设计（1）泥浆泵型号与性能表 A-4水力参数设计数据3 NB 1 0 0 0 钻井泥浆泵（两台，可仅用一台）缸套直径（mm）额定泵冲（次 分）额定排差（L S）额定泵压（M p a）1 2 01 5 01 9.93 3.11 3 01 5 02 3.42 8.2（2）钻井液性能其它参数地面泵压不超过20MpaKg=1.07*10-3 M paSL 8L,!环空返

11、速不低于0.7m/s,不高于1.2m/s钻井液塑性粘度0.0047pa.S14015027.124.315015031.121.216015035.418.617015040.016.51.地质设计摘要1.1 地质概况该井位于504和 45地震测线交点，距 XX省 XX市东500m,所在的地质构造为XX凹陷，该井海拔较低，钻该井目的是通过打开层来了解该层的油气情况，扩大该油区的勘探范围，增加油区的总体油气后备储量。1.2 地质基本数据1.2.1 井号：A51.2.2 井别：生产井1.2.3 井位：（1）井位坐标：纵（X）4275165横（Y）20416485（2）地面海拔：50m（3）地理位置

12、：XX省XX市东500m（4）构造位置：XX凹陷（5）过井测线：504和 45地震测线交点1.2.4 设计井深：H=3000+4X 100+34 X 3=3502m（学号：933034）1.2.5 目的层：Q 层，底层深度3650m,分层厚度150m1.2.6 完钻层位：A、B、C、D、E、F3、F2J、F2K、F l、QJ1.2.7 完钻原则：先期裸眼完井1.2.8 钻探目的：了解XX构造，的油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源2.井身结构设计2.1井身结构设计思路：（1）、能够避免或尽量减少漏、喷、塌、卡等复杂情况，从而实现安全顺利钻进；（2）、能有效的保护油、气藏；（3）、满足地址和开

13、采的要求；（4）、应使全井经济效益最好。2.2井身结构设计的原则：（1）能有效地保护油气层，使不同压力梯度的油气层不受钻井液的损害。（2）应避免漏，喷，塌，卡等复杂情况发生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短。（3）钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层套管鞋处薄弱的裸露地层。（4）下套管过程中，井内钻井液压力和地层压力之间的压差，不致产生压差卡阻套管事故。2.3地层可钻性分级及地层压力预测2.3.1 地层可钻性分级2.3.2压力剖面预测地 层ABCDEF3F2JF2KFtQJ可钻性值0.611.392.1633.57.35.24.92.4井身结构设计系数钻探目

14、的层位灰岩地层，确定完井方法为先期裸眼完井，根据地质情况钻达目的层过程中不受盐岩、高压水层等复杂地层影响，故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面进行。井深结构设计系数如下表所示。名称1g/cm3g/cm3g/cm3Skg/cm3期MPa轨MPa数值0.050.050.030.051520来源理论计算理论计算区域资料统计区域资料统计区域资料统计区域资料统计2.5各段套管下入目的及确定依据:一开：0330机下一层表层套管，171/2”钻头,133/8套管，依据是因为在这一段地层的岩性描述为：泥岩夹砂岩，页岩。所以这一段下表层套管，其目的就是封隔地表疏松，易塌，易漏的地层，安装井口装置，是井口设备的

15、唯一支撑件。二开：02900加下入一层技术套管，121/4钻头，95/8 套管，依据是因为在这地层下入一层技术套管段的主要目的是解决由地层性质，地层压力引起的钻井技术问题。三开：03500m下油层套管至3500米，81/2钻头，7套管，依据是因为在这地层下入一层技术套管段的主要目的是解决由地层性质，地层压力引起的钻井技术问题。四开：35003650m采 用61/2钻头钻穿水泥塞，先期裸眼完井。根据数据资料计算设计井身结构：开钻顺序套管钻头尺寸(1)下深(，)尺寸(汽)钻 深(m)一133/8,/33017%330二95/8W290012%2900三135008年”3500四6%36502.4井

16、身结构图井身结构不意图（图1_1）2.5完井方法:对目的层采用先期裸眼完井先期裸眼完井一先钻至油气层顶部，下套管固井，固井后，再用小钻头打开油气层的完井方法。3.套管柱强度设计3.1油层套管柱设计7”套管设计下深3 5 0 0 机，井内泥浆密度为4=1.3 9+0.0 7=1.4 6 8/6 3 ,水泥返至地面，抗挤安全系数：抗 拉 安 全 系 数：叼=1.6,抗内压安全系数:*1.0。(1)选第一段套管：计算井底液柱压力：P m=Pm H/l 0 2=(1.4 6 x 4 1 2 0)/1 0 2=5 8.9 7 MPa计算所需抗挤强度：P c l=P m =5 8.9 7 X 1.0=5

17、8.9 7 M P aC .选第一段套管：N 8 0 、=1 L 5 加 z、p“=5 9.2 9 3 M 4、%=4 7.6 2 K g/加、p j 1=2.9 8 9 兆牛p,5 9.2 9 3 1 i c=-=1.0 1)1.0抗挤安全系数：P 5 8.9 7满足抗挤要求的强度。2)选二定一A .选第二段套管：N 8 0 、2 =1 0 3 6 加 加、p,2=4 8.4 M P a、%=4 3.1 5 K g/qP j 2=2.6 5 6 兆牛B .第二段可下入深度=4 8.4 x 1 0 V =3382Mx l O O O x -q/9,8 x l 0 0 0 x l.0 x l.4

18、 6C .第一段长度L 1=H 1 -H 2=3 5 0 0-3 3 8 2=l l 8 MD .计算重力W l=q l X g X L l=4 7.6 2*9.8*1 1 8=5 5 0 6 7 N选三定二A.选第三段套管:N 8 0、$3=8 9 5 加加、几3=2 6.4 M P a、%=3 4.2 2 K g/mP j 3=1.9 6 6 兆牛B.第三段可下入深度=2 6.4 x 1 0 /=1 8 4 5 m%=x l O O O x n x -/9.8 x l 0 0 0 x l.0 x l.4 6-C.第二段长度L 尸&-=3 3 8 2 -1 8 4 5 =1 5 3 7 mD

19、.计算重力吗=%x g x 4=3 4.2 2 x 9.8 x l 5 3 7 =5 1 5 4 4 2 N吗+%=3 4 4 4 0 7+5 1 5 4 4 2 =8 5 9 8 4 9 Nn/?J3_1.9 6 6 x l Q6三 一 8 5 9 8 49=2.28 7 45 M%xg(/%47.6 2x 9.8 1 1.6 JC.计算重力%=%x 4 x g =47.6 2 x 7 45 x 9.8 =347 6 7 3.6/V4 3Z=E a，+%=1228 7 5 0+347 6 7 3.6 =15 7 6 423.6 N抗内压校核对井口处内压力强度进行校核：H=35 00 米、%=

20、L46 g/cm 3 p p=/?/n x .g x /7 =1.46 x 9.8 x 4120=5S.9 5Mpa-1.115x0.00001x(/-H)Pi=PpX e=5 3.44Mp a套管鞋处内压力:Pi f=5 8.9 5 x e-11，5 xx80m从而实际用钻杆：80-27.3=52.7m校核抗挤度:P 外 挤=P gh=l.l*1000*9.8*(80-27.3)=0.568MPa 310m从而实际用钻杆：310-118.3=191.7m校核抗挤度：P 外 挤=Pgh=l.l*1000*9.8*(310-118.3)=2.1605MPa 2000m从而实际用钻杆：2000-2

21、18.4=1781.6m校核抗挤度：P=Pgh=l.l*1000*9.8*(2000-218.4)=21.825MPa o D=68.96MPa故安全校核所选钻铤及钻杆满足要求。钻具选择表项目钻头尺寸（mm）钻铤外径（mm）钻铤长度（m）钻杆外径（mm）一开444.5203.225.54139.7二开215.9203.2118.3139.7三开215.9152.4218.41275.钻机选择5.1 根据井深和最大钩载来选择钻机及设备因为大钩最大的负重是提7 和 9%的套管，又因为在7 套管的单位重量是43.15kg,即：按 7 套管计算：G=3500X43.15=151.03吨;因为在起下钻遇

22、阻，处理事故及大钩本身重量等因素，所以大钩最大载荷，取安全系数为1.8oW=151.03X1.8=271.85吨。该井的最大钩载的计算结果271.85吨，选择ZJ50D钻机。5.2 钻机基本参数序号设备名称型号规范数量备注1钻 机ZJ-50D1 台2井 架1 台3天 车TC-3151 台4游 车YC-3501 台5大 钩DG-3501 台6水 龙 头SL-450最大静负荷：450吨中心管内径：75毫米1 台静载荷7绞 车JC-50D1 台8转 盘1 台9柴 油 机PZ12V-190B最大功率：742千瓦4 台10泥 浆 泵3NB-1300输入功率：1300马力2 台11钢 丝 绳1 台32.5

23、 机12振 动 筛2ZZS-G2 台14除 泥 器NCSX81 台15除 砂 器NCS-2XZ1 台16除 气 器NCQ-11台17离 心 机1 台18储 气 罐1 台5.3钻机ZJ50D的其它参数及配件表 2-2钻机参数及配件序号项 目 名 称单位参 数1名义钻深m5 0 0 02最大钩载T3 5 03绞车最大功率K W1 4 7 04最大钻柱重量T2 2 05提升系统绳数钻井绳数根5 X 6最大绳数根6 X 76钢丝绳直径mm3 4.9 2 57钻井泵配备功率K W9 5 5马力1 3 0 08钻盘开口名义直径mm6 9 8.5in2 7 /29塔式井架有效高度m4 4.81 0井架底座高

24、度m7.56.钻进参数设计6.1 机械破岩参数设计6.1.1 钻头的选择原则(1)、在浅井段，岩石胶结疏松，主要考虑钻头的钻速和防止泥包；在深井段，由于起下钻行程长，主要考虑钻头的进尺。(2)、在易斜井段宜选用位移量小，牙齿多而短或不移轴的钻头。(3)、在 3 0 0 0 米以下的泥岩、页岩、软地层，最好选用中硬地层钻头。(4)、研磨性地层往往会造成钻头直径的磨损，严重影响下一个钻头的的指标，所以应选择外排加强的镶齿保径钻头。(5)、软硬交错地层，一般选择中长楔型齿或锥型齿的镶齿钻头。6.1.2 地层软硬参考表表5-16.2钻井液体系及性能设计地层性质m软中软中中硬硬极硬形式形式代号12345

25、67原式代号JRRZRZZYYJY适用岩石举例泥岩石膏岩盐软页岩白垩软石灰岩中软页岩硬石膏中软石灰岩中软砂岩硬页岩石灰岩中软石灰岩中软砂岩石英砂岩硬白云岩硬石灰岩大理岩燧石岩花岗岩石英岩玄武岩黄铁矿钻头提颜色乳白黄淡蓝灰墨 绿 红褐6.2.1 钻井液的作用和功效：1.冷却和润滑钻头、钻柱；2.清洗井底，携带岩屑；3 .控制地层压力；4.保持井眼稳定，提高钻速；5.保护和发现油气层；6 .提供水力作用。6.2.2 设计依据：1.地层岩性、深度、压力。2.套管程序。3.钻井工艺要求。4 .成本因素和可行性。5.综合考虑、因地自宜。6.2.3 钻 井 液 设 计（分段设计）1.一开井段选用低固相钻井

26、液体系因为该段井深较浅，地质情况不复杂，地层压力小，故选用该类型钻井液体系。该体系钻井液是一种低密度、固相总含量在6 T 0%（体积比）范围内的水基钻井液，其中的搬土含量应控制在3 0%（体积比）或更低的范围内，钻屑与搬土比值应小于2：1,它的一个主要优点是可以明显的提高钻速按安全附加当量泥浆密度设计P m=P p+P c式中：P m-设计钻井液密度p p 地层压力当量泥浆密度P c-安全附加当量泥浆 密 度0.0 7 0.15 g/c m 3所以，一开井段设计钻井液密度P m l=l.0 0+(0.0 7 0.15)=(1.0 7,15)g/c m 3 定 P m l=l.11 g/c m

27、3塑粘：P V=10 p 3=(8.P 14.1)m p a ,s粘 度:F V=2.2 p v=(17.8 2 2 4.4 2)s切 力:Y P=0.0 2 p v=(0.16 2 0.2 8 2)p a失水量：F L=(5 10)m l泥饼厚度：K f=(0.5 2)m m2 .二开井段较深，钻进过程中可能会遇到井下复杂情况，故此段考虑用聚合物钻井液体系。该体系是一种经过含有絮凝和包被作用的长链，高聚物处理以增加粘度，降低滤失量及稳定地层的水基钻井液。这些高聚物包括膨润土，增粘剂，生物聚合物和交联聚合物。它们是较高的分子量和酸溶性。在低浓度下就具有较高的粘度及良好的剪切稀释性。因而可用来絮

28、凝质量差的土，增加粘度，降低失水量及稳定地层。P m 2=p p+p c=1.2 8+(0.0 7 0.15)=(1.3 5 1.4 3)g/c m 3 定 P m 2=1.3 9g/c m 3塑 粘:PV=10P 3=(10.9 16.9)m p a s粘度：F V=2.2 p v=(2 3.9 8 3 7.18)s切 力:Y P=0.0 2 p v=(0.2 18 0 3 3 8)p a失水量：F L=(5 10)m l泥饼厚度：K f=(0.5 2)m m3 .三开井段用磺化泥浆因三开井段比较深，对泥浆性能要求比较高，不但要有良好的粘切，还能在高温下不丧失其基本性能，故此段用磺化泥浆体系

29、。P m 3=l.5 0+(0.0 7 0.15)=(1.5 7 1.6 5)g/c m 3 定 P m 3=l.6 0 g/c m 3塑粘：P V=10 p -3=(13 19)m p a s粘 度:F V=2.2 p v=(2 9 4 1.8)s切力:Y P=O.0 2 p v=(0.3 0.4)p a失水量：F L=(5 10)m l泥饼厚度：K f=(0.5 2)m m4.此井设计采用先期裸眼完井，四开钻井液要接触油气层，所以泥浆密度尽量的小。P m 4=l.05+(0.07 0.1 5)=(L 1 2 1.2 0)g/cm 3 定 p m 4=l.1 5 g/cm 3塑粘:P V=1

30、 0 P 3=(9 1 5)m p a s粘度：FV=2.2 p v=(2 0 33)s切 力:YP=0.02 p v=(0.2 0.3)p a失水量：FL=(51 0)m l泥饼厚度：K f=(0.5 2)m m钻井液设计结果开钻序号井段(m)钻井液类型体系钻井液性能参数P m(g/cm3)P V(m p a s)FV(s)YP(p a)FL(m1)K f(m m)P H一0低固相8.11 7.82 0.1 6250.58开钻井液1.1 1-3301 4.12 4.42 0.2 821 029二330聚合物1 0.92 3.980.2 1 850.59开钻井液1.1 9-2 9001 6.9

31、37.1 80.3381 021 0三2 900磺化1 32 90.350.59.5开钻井液1.60-35001 941.80.41 021 1四3500磺化92 2-0.250.58开钻井液1.1 533-36501 50.31 021 06.3水力参数设计6.3.1 钻井水力参数的意义和作用钻井水力参数的正确设计和维护能提高钻井效率和降低钻井成本，水力参数设计不当，则不能很好的清除岩屑，这不仅会降低钻速，甚至能引起井喷。钻井水力参数在井内有很多的作用：、控制井下压力；、对钻柱和套管产生浮力；、减少钻井液运动时对井壁的冲蚀作用；、从井内带出岩屑，冲洗钻头，并清除钻头下的岩屑；、提高钻进速度；

32、、确定地面设备和钻井泵的大小；、控制下钻时产生的激动压力；、清除因起钻时的抽汲作用引起的井底压降；、计算循环钻井液时的井内动压力；、井漏时控制井内压力。6.3.2 钻井水力参数的设计地面管汇最大允许压力为20M Pa,地面管汇折算成5“钻杆长度为150m,12%钻头钻进井深为3302900?，8%钻头钻进井深为29003500m,设计按每400M左右一段来计算水力参数：分段H330730 H2=7301130 H3=11301530 H4=15301930H5=l930-2330 比=23302730 4=27302900 H8=29003300H9=33003500 HI O=35O O 3

33、65O7.3钻进水力参数具体计算步骤和结果1、在井段330730吠：(1)确定最小排量Q：QL?。/.匕V=0.6 mlsDh=0.3 1 1 m,Dp=0.1 21 m；Q=X(0.31 12-0.1 2 72)X0.6=38.01L/S(2)选择缸套的直径和排量：由 石油工程技术手册 得：3NB-1300钻井泵，选缸套内径为170如，P=21.MPa,Q,=41.52L/s,允许使用泵压P/地 允 二20Mpa.计算m、n值m=Kpi+Kpa=p,8-702|,+-4 m dpi(Dh-dpa)3(Dh+dpa)，8dpi-钻杆内径108.6mmdpa-钻杆外径127.0mm),=0.31

34、1zn;pn=1.09 X l03kg/ni 7=0.13m=1.09x 013。叶 S082 _以?_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _,0.10848(0.311 0.127)3(0.311+0.127)18=6.35X105.0.8 0.2 r0.0 8 2 0.091.n i pm n Jc48+(D h-dcaY(D h+dca)口p,n=i.09 X 10 kg/ni;7=0.13dci 9=71.4mm;dcag=228.6mm;Lci9=27.3mmdci 8=71.4mm;dca8=203.2mm;Lci8=54.6mmdci 7=71.4mm;dca7=177.8mm

35、;Lci7=114.97mm1.78=1O9O8XO.13O2 1 82,8+-1x114.970.07144 8(0.311 0.178)3(0.311+0.178)13=3.24X108n2O 3=1O9OO8XO.132.0.0820.0910.07144 8+(0.311-0.203)3(0.311+0.203)盖 x 54.6=2.57X108储228=1090 8x0.13 20.0820.0910.07144 8+(0.311-0.228)3(0.311+0.228)8x27.3=1.30X 1 08/21.,1O9OO8XO.132(-0 8 2,-)X150地 0.1 086

36、48=0.935 X 1 0sn=(l.3+2.57+3.2 4+0.935)X 1 0s=8.045 X 1 08n=n-m E-Lcj=0.8045X 1 0-6.35X 1 05(2 7.3+54.6+1 1 4.97)=7.086 X 1 0s(4)计算临界井深：H=-.1 2.8x”Q；*m2 1 x l06 7.0 86，八3-1 8.8 m m即 A。实=2 84.2 m m2 2 76.7m m2(7)计算水力参数：P t 实=1 5.3 M P a；2 c 2 Ao 实2P x 实=(m H+n)Q =4.9M P aP b 实=P t 实+P x 实=2 0.2 M P a

37、N t =P t 实 Q=697.7KWN x =P x 实 Q=2 2 3.4KWN b=N t +N x =92 1.1 KWh =N t/N b=0.757Vo =3 =1 60.6m/s；Aop,Q r aF,=-=8.2X1 03/V；1 Ao2、在井段 73 0 H3 0 m：(1)确定最小排量Q：一。：)匕Vn=0.6 tn/sDh=0.3 1 1 机，Dp=0.1 27m；-X(0.3 1 12-0.1 2 72)X0.6=3 8.0 1 L/S(2)选择缸套的直径和排量:由 中国石油装备大全 得：3 N B T 3 0 0钻井泵，选缸套内径为170mm,Pr=21.MPa,Q

38、,=4 L 5 2 s,允许使用泵压P 地 允.2 0 M p a.(3)计算m、n值”.“08 0 2 r o982 0.0 91 1m=Kpi+Kpa=p：+-；-d p产(Dh-dpa)3(Dh+dpa),dpi-钻杆内径1 0 8.6m mdpa-钻杆外径1 2 7.0 m mQ,=0.3 1 1，;q“=l.2 0 X 1 0%比；7=0.1 3m=1.2 0 8 x 0.1 3。2 叱+-挈1-0.1 0 84S(0.3 1 1-0.1 2 7)3(0.3 1 1 +0.1 2 7)8=6.9 7 X 1 05M 八0.8 M0.2rni=Pm F L0.0 820.0 91dci

39、+Dh-dca)Dh+dca)sLci4=1.2 0 X 1 0%病；=0.1 3d c i 9=71.4m m ;d c a9=2 2 8.6m m;Lc i9=2 7.3 m md c i8=71.4m m;d c a8=2 0 3.2 m m;Lc i8=54.6m md c i7=71.4mm;dca7=1 77.8m m;Lc i7=H4.97m mn 1781 2 0 0 8 x 0.1 3 2 0.0 820.0 910.0 71 44-8+(0.3 1 1 -0.1 78)3(0.3 1 1 +0.1 78)77 x 1 1 4.971.0=3.5 6 X 1 08nl2 0

40、3=1 2 0 0 -8x 0.1 3-2.0.0 820.0 910.0 71 44 8+(0.3 1 1 -0.2 0 3)3(0.3 1 1 +0.2 0 3)计54.6=2.8 2 X 1 08/=1 2 0 0 -8x 0.1 3 2-0 1 9.0 1 mm即 A。实=2 85.7 m m2 2 83.8m m2(4)计算水力参数：P t 实=2 c 2 A0 实2=1 5.1 M P a；P x 实=(m H+n)Q LJ5.7 MPaP b 实=P t 实+P x 实=20.8 MPaN t =P t 实 Q=688.6KWN x =P x 实 Q=2 59.9KWN b=N

41、t +N x =948.5 KWh =N t/N b=0.72 6Vo =1 59.44m/s；A。p Qr4 2=8 142XIO3/V；Ao3、在井段 1 1 3 0 1 53 0 z：其它参数不变(1)计算临界井深：H=一左_巴，2.8 m2 1 x l06 7.773 ,n 3二_X 2.8 x 6.97 x l05 x 0.0 41 521 8 6.97=2 0 3 1 mHc)H则Q可以确定,即因为HeH,贝iQ可以确定，即Q=Q r=O.0 41 52 m 7s计算钻头分到的压力P tHc)HP t=p r-(m H+n)Qr8=2 1 X 1 0 -(6.97 X 1 05X

42、1 940+7.773 X 1 0s)X (0.0 41 52)1 8=1 3.0 64 M P a(3)计算喷嘴面积(%)二产=、(皿5%.9 7)=2.8 7加A=皂 c/2 d =m m4选喷嘴直径：i/j =9m m ,d2=1 0 m m ,d l A m m；de=Q d：+-2?+4 =1 9.40m m 1 9.3 0m m即 Ao 实=2 95.4 m m2 2 92.3 m m2(4)计算水力参数：P t实=2 c 2 Ao 实 2=1 4.IQ M P aP x 实=(m H+n)Q L8=6.57 M P aP b 实=P t 实+P x 实=2 0.73 M P aN

43、 t =P t 实 Q=63 7.2 KWN x =P x 实 Q=2 99.6KWN b=N t +N x =93 6.8 KWh =N t/N b=0.68 KWVo =1 54.6m/s；Aop,Q r*2,吁%.9 7)=2,8谒.3.1 4 ,2,A=-d a =m m4选喷嘴直径：dy=9m m ,d2=1 0/j/n ,d3=lAmm；de+-2?+d；=1 9.40 m z1 9.3 0 m j即一实=2 95.4 m m2 2 92.3 m m2(4)计算水力参数：_=7.89X103A 4；,Ao4、在井段1 53 0 1 93 0加:其它参数不变(1)计算临界井深：H=-

44、.C 2.8-m-Q 8 m=_ _ _ _ _ _ _ 邛-xl 032.8 x 6.97 x l05 *x 0.0 41 521 8 6.97=2 0 3 1则Q可以确定，即因为HeH,则Q可以确定，即Q=Q r=0.0 41 52 m;!/s(2)计算钻头分到的压力P tHc)HP t=p r-(m H+n)Q j=2 1 X 1 0-(6.97X 1 05X 1 940+7.773 X 1 0s)X (0.0 41 52)1 8=1 3.0 64 M P a(3)计算喷嘴面积A后眄盘“(%)P t 实=0 0-2 c 2 4。实2=1 4.1 6 MPa；P x 实=(m H+n)Q

45、J6.57 M P aP b 实=P t 实+P x 实=2 0.73 M P aN t =P t 实 Q=63 7.2 KWN x =P x 实 Q=2 99.6KWN b=N t +N x =93 6.8 KWh =N t/N b=0.68 KWV o=*=1 54.6m/s；Aop,Q r2.f_ =7.89 x N；,Ao5、在井段1 93 0 2 3 3 0用:其它参数不变(1)计算临界井深：H =-左-f 2.8-m-2,1/8 m=_ _ _ _ _ _ _ 邛一 3x1032.8 x 6.97 x l05 x 0.0 41 521-8 6.97=2 0 3 1则Q可以确定，即因

46、为HeH,则Q可以确定，即Q=Q r=0.0 41 52 m 7s 计算钻头分到的压力P tHc)HP t=p r-(m H+n)Qrls=2 1 X 1 0-(6.9 7 X 1 05X 1 940+7.773 X 1 08)X (0.0 41 52)1 8=1 3.0 64 M P a(3)计算喷嘴面积上 x(W.9 7)=2-8 7 c m 24A =-3-.-1-4a4 2 d 1=m m4选喷嘴直径：d=9m m ,d2=1 0m m ,d-Wmm；de=J42 +d 2 2 +寸=1 9.40 m m 1 9.3 0mm即 Ao 实=2 95.4 m m2 2 92.3 m m2(

47、4)计算水力参数:P t 实=P,0 22 c 2 Ao 实 2=1 4.1 6 M P a；P x 实=(m H+n)Q =6.57 MPaP b 实=P t 实+P x 实=2 0.73 M P aN t =P t 实 Q=63 7.2 KWN x =P x 实 Q=2 99.6KWN b=N t +N x =93 6.8 KWh =N t/N b=0.68 KWVo =-=1 54.6m/s；A。=7.89 x 1()3 N；Ao6、在井段2 3 3 0 2 73 0 用:其它参数不变(4)计算临界井深：H =一左_ _ _ _ _ _ 巴1 2.8X/M x g,s m=2 0 3 1

48、 mHa=P 一2.S-m-Qa tn=2 573 m即因为H H a,则Q可以确定，即Q=Q a=O.0 3 80 1 m3/s(5)计算钻头分到的压力P tP t=p r-(m H+n)Qa8=2 1 X 1 0 -(6.97 X 1 05 X 3 1 40+7.773 X 1 0s)X (0.0 3 80 1)1 8=1 1.76 M P a(6)计算喷嘴面积4选喷嘴直径：d=8m m ,d2=1 0m m ,=1 1 m m；dc=J d；+-2?+&2=1 6.88m m 1 6.80m m即 Ao 实=2 2 3.7m m2 2 2 1.7m m2(7)计算水力参数：P t实=2

49、c 2 A 0实2=1 3.2 8 M P aP x 实=(m H+n)Q i=7.56M P aP b 实=P t 实+P x 实=2 0.8 4 M P aN t =P t 实 Q=41 9.6KWN x =P x 实 Q=2 3 8.9KWN b=N t +N x =658.5KWh =N t/N b=0.64Vo =1 41.7m/s；Aor_ PmQrr.-=5.6x l03；Ao7 在井段 2 73 0 2 90 0 z：(1)确定最小排量Q.：Qa=7(Dj-匕Vr=0.&m/s0 =0.3 1 1 m,Df)=0.1 2 7 YYI；Q=X(0.3 1 12-0.1 2 72)

50、X0.6=3 8.0 1 L/S(2)选择缸套的直径和排量：由 中国石油装备大全得：3 N B T3 0 0 钻井泵，选缸套内径为1 70 加加，匕=2 1MPa,Qr=41.52 L/s,允许使用泵压 P J 地 允 一 2 0 M p a.(3)计算m、n 值”“os 0 2 ro982 0.0 91 im=Kpi+Kpa=夕?+-；-dpi43(Dh dpa)3(Dh+dpa)i8dpi-钻杆内径1 0 8.6m mdpa-钻杆外径1 2 7.0 m mDh=0.3 1 1 m;p,=l.3 2 X 1 0%/川;7=0.1 5机 “3 2 隈 0.1 5。2 与+-警-0.1 0 8(