鉆井工程課程設計

1、<p>　　課 程 設 計</p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p><b>　　課程 </b></p><p><b>　　題目 </b></p&g

2、t;<p>　　專業(yè) 姓名 學號 </p><p>　　主要內容、基本要求、主要參考資料等：</p><p><b>　　1、設計主要內容：</b></p><p>　　根據(jù)已有的基礎數(shù)據(jù)，利用所學的專業(yè)知識，完成一口井的鉆井

3、工程相關參數(shù)的計算，最終確定出鉆井、完井技術措施。主要包括井身結構、鉆具組合、鉆井液、鉆井參數(shù)設計和完井設計。</p><p><b>　　2、設計要求：</b></p><p>　　要求學生選擇一口井的基礎數(shù)據(jù)，在教師的指導下獨立地完成設計任務，最終以設計報告的形式完成專題設計，設計報告的具體內容如下：</p><p>　　井身結構設計；（2

4、）套管強度設計；（3）鉆柱設計；（4）鉆井液設計；</p><p>　?。?） 鉆井水力參數(shù)設計；（6）注水泥設計；（7）設計結果；（8）參考文獻；</p><p>　　設計報告采用統(tǒng)一格式打印，要求圖表清晰、語言流暢、書寫規(guī)范、論據(jù)充分、說服力強，達到工程設計的基本要求。</p><p><b>　　3、主要參考資料：</b></p&g

5、t;<p>　　王常斌等，《石油工程設計》，東北石油大學校內自編教材</p><p>　　陳濤平等，《石油工程》，石油工業(yè)出版社，2000</p><p>　　《鉆井手冊（甲方）》編寫組，《鉆井手冊》，石油工程出版社，1990</p><p>　　完成期限 </p><p

6、>　　指導教師 </p><p>　　專業(yè)負責人 </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　

7、鉆井工程設計是石油工程的一個重要部分，是確保油氣鉆井工程順利實施和質量控制的重要保證，是鉆井施工作業(yè)必須遵循的原則，是組織鉆井生產和技術協(xié)作的基礎，是搞好單井預算和決算的唯一依據(jù)。鉆井設計的科學性、先進性關系到一口井作業(yè)的成敗和效益?？茖W鉆井水平的提高，在一定程度上依靠鉆井設計水平的提高。</p><p>　　設計應在充分分析有關地質和工程資料的基礎上，遵循國家及當?shù)卣嘘P法律、法規(guī)和要求，按照安全、快速、優(yōu)質

8、和高效的原則進行，并且必須以保證實施地質任務為前提。主要目的層段的設計必須體現(xiàn)有利于發(fā)現(xiàn)與保護油氣層，非目的層段的設計主要考慮滿足鉆井工程施工作業(yè)和降低成本的需要。</p><p>　　本設計的主要內容包括：1、井身結構設計及井身質量要求：原則是能有效地保護油氣層，使不同地層壓力梯度的油氣層不受鉆井液污染損壞；應避免漏、噴、塌、卡等復雜情況發(fā)生，為全井順利鉆進創(chuàng)造條件，使鉆井周期最短；鉆下部高壓地層時所用的較高密

9、度鉆井液產生的液柱壓力，不致壓裂上一層管鞋處薄弱的裸露地層；下套管過程中，井內鉆井液柱壓力之間的壓差不致產生壓差卡套管等嚴重事故以及強度的校核。2、套管強度設計；3、鉆柱設計：給鉆頭加壓時下部鉆柱是否會壓彎，選用足夠的鉆鋌以防鉆桿受壓變形；4、鉆井液體系；5、水力參數(shù)設計；6，注水泥設計，鉆井施工進度計劃等幾個方面的基本設計內容。</p><p><b>　　目 錄</b></p&

10、gt;<p>　　第1章 設計資料的收集1</p><p>　　1.1預設計井基本參數(shù)1</p><p>　　1.2鄰井基本參數(shù)1</p><p>　　第2章 井身結構設計4</p><p>　　2.1鉆井液壓力體系4</p><p>　　2.2井身結構的設計5</p>

11、<p>　　2.3井身結構設計結果6</p><p>　　第3章 套管柱強度設計7</p><p>　　3.1油層套管柱設計7</p><p>　　3.2表層套管柱設計10</p><p>　　3.3套管柱設計結果11</p><p>　　第4章 鉆柱設計12</p><

12、;p>　　4.1鉆鋌的設計12</p><p>　　4.2鉆鋌及鉆桿長度的計算12</p><p>　　4.3鉆柱設計結果17</p><p>　　第5章 鉆井液設計18</p><p>　　5.1鉆井液的計算公式18</p><p>　　5.2鉆井液密度轉換18</p><p

13、>　　5.3鉆井液設計19</p><p>　　5.4鉆井液設計結果20</p><p>　　第6章 鉆井水力參數(shù)的設計21</p><p>　　6.1泵的選擇21</p><p>　　6.2泵的各種參數(shù)計算22</p><p>　　6.3泵的設計結果29</p><p>

14、　　第7章 注水泥設計30</p><p>　　7.1水泥漿的用量30</p><p>　　7.2所需干泥灰、清水的用量31</p><p>　　7.3頂替時間的計算33</p><p>　　7.4防凝時間的計算34</p><p>　　7.5注水泥設計結果35</p><p>

15、　　第8章 設計結果36</p><p><b>　　參考文獻38</b></p><p>　　第1章 設計資料的收集</p><p>　　1.1預設計井基本參數(shù)</p><p><b>　　1.2鄰井基本參數(shù)</b></p><p><b>　　1．井

16、身結構</b></p><p><b>　　2．地層壓力</b></p><p><b>　　3．鉆具組合</b></p><p><b>　　4．鉆井液性能</b></p><p><b>　　5．水力參數(shù)</b></p>&

17、lt;p><b>　　6．鉆井參數(shù)</b></p><p><b>　　7.套管柱設計參數(shù)</b></p><p><b>　　8.注水泥設計參數(shù)</b></p><p>　　第2章 井身結構設計</p><p>　　2.1鉆井液壓力體系</p><

18、;p>　　2.1.1最大泥漿密度</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：為某層套管鉆進井段中所用最大泥漿密度，；為該井段中所用地層孔隙壓力梯度等效密度，；為抽吸壓力允許值的當量密度，取0.036。</p><p><b>　　發(fā)生井涌情況時</b></p><p

19、><b>　?。?-2） </b></p><p>　　式中：為第n層套管以下井段發(fā)生井涌時，在井內最大壓力梯度作用下，上部地層不被壓裂所應有的地層破裂壓力梯度，；為第n層套管下入深度初選點，m；為壓井時井內壓力增高值的等效密度，取0.06 ；為地層壓裂安全增值，取0.03。</p><p>　　2.1.2校核各層套管下到初選點深度時是否會發(fā)生壓差卡套<

20、/p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中：為第n層套管鉆進井段內實際的井內最大靜止壓差，MPa；為 該井段內最小地層孔隙壓力梯度等效密度，；為該井段內最小地層孔隙壓力梯度的最大深度，m；為避免發(fā)生壓差卡套的許用壓差，取12 MPa。</p><p>　　2.2井身結構的設計&

21、lt;/p><p>　　2.2.1套管層次與深度的確定</p><p>　　根據(jù)鄰井數(shù)據(jù)繪制地層壓力與破裂壓力剖面圖，如下圖所示。</p><p>　　地層壓力與地層破裂壓力剖面圖</p><p>　　1.油層套管下入深度初選點的確定</p><p>　　由于井深為2100，所以確定油層套管的下入為2095。</p&

22、gt;<p>　　2.表層套管下入深度初選點的確定</p><p>　　試取，由鄰井基本參數(shù)得：，。</p><p>　　預計發(fā)生井涌時，由公式2-2，并將各值代入得：</p><p>　　根據(jù)鄰井數(shù)據(jù)可知280m以下的最小破裂壓力梯度為，因為且相近，所以確定表層套管下入深度初選點為。</p><p>　　3.校核表層套管下入到

23、初選點280m過程中是否會發(fā)生壓差卡套管</p><p>　　參考鄰井基本參數(shù)得：在此井段，，。</p><p><b>　　由公式2-3得：</b></p><p>　　因為，所以不會發(fā)生壓差卡套管，故表層套管的下入深度為280m。</p><p>　　4.校核油層套管下入到2095m過程中是否會發(fā)生壓差卡套管<

24、/p><p>　　參考鄰井基本參數(shù)得：在此井段，，。</p><p><b>　　由公式2-3得：</b></p><p>　　因為，所以不會發(fā)生壓差卡套管，故油層套管的下入深度為2395m。</p><p>　　2.3井身結構設計結果</p><p>　　查《鉆井手冊（甲方）》，鉆頭與套管尺寸匹配結

25、果如下表所示。</p><p><b>　　井身結構設計表</b></p><p>　　第3章 套管柱強度設計</p><p>　　3.1油層套管柱設計</p><p>　　3.1.1計算的相關公式</p><p>　　1.某井段的最大外擠壓力</p><p><

26、b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：為該井段所用泥漿的最大密度，；為某段鋼級的下深度，m。</p><p>　　2.某段鋼級套管的最大下入深度</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：為某段鋼級套管抗外擠強度，MPa；為最小抗外擠安全系數(shù)，取1.125

27、。</p><p><b>　　3.套管浮力系數(shù)</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中：為某段所用鋼材的密度，取7.8。</p><p><b>　　4.安全系數(shù)</b></p><p><b>　　

28、抗拉安全系數(shù)：</b></p><p>　　3.1.2按抗外擠強度設計由下向上選擇第一段套管</p><p>　　由公式3-1可知最大外擠壓力為</p><p><b>　　而允許抗外擠強度為</b></p><p>　　查《鉆井手冊（甲方）》選擇第一段套管</p><p>　　表3-

29、1 第一段套管鋼級選</p><p>　　3.1.3確定第二段套管的下入深度和第一段套管的使用長度</p><p>　　1.查《鉆井手冊（甲方）》選擇第二段套管</p><p>　　表3-2 第二段套管鋼級選擇</p><p><b>　　由公式3-2可知</b></p><p>　　第二段套管下

30、入深度為，取 。</p><p>　　則第一段套管使用長度為，因此套管根數(shù)為，實際取。</p><p>　　故第一段套管實際使用長度為，第二段套管實際下入深度為。</p><p><b>　　2.雙軸應力校核</b></p><p>　　套管實際所受的擠壓力為</p><p>　　查《鉆井手冊（甲

31、方）》可知</p><p><b>　　故</b></p><p>　　根據(jù)曲線可知，則，因此套管實際所受拉力為。</p><p>　　故，滿足雙軸應力校核要求。</p><p>　　3.1.4確定第三段套管的下入深度和第二段套管的使用長度</p><p>　　1.查《鉆井手冊（甲方）》選擇第三

32、段套管 </p><p>　　表3-3 第三段套管鋼級選擇</p><p><b>　　由公式3-2可知</b></p><p>　　第三段套管下入深度為，取 。</p><p>　　則第二段套管使用長度為，因此套管根數(shù)為，實際取根。</p><p>　　故第二段套管實際使用長度為，第三段套管實

33、際下入深度為。</p><p><b>　　2.雙軸應力校核</b></p><p>　　套管實際所受擠壓力為</p><p>　　查《鉆井手冊（甲方）》可知</p><p><b>　　故</b></p><p>　　根據(jù)曲線可知，則，因此套管實際所受拉力為</p&g

34、t;<p>　　故，滿足雙軸應力校核要求。</p><p>　　3.1.5校核第三段套管及確定其使用長度</p><p><b>　　1.使用長度的確定</b></p><p>　　第三段套管使用長度為，因此套管根數(shù)為</p><p><b>　　，實際取根。</b></p>

35、;<p>　　故第三段套管實際使用長度為。</p><p><b>　　2.抗拉強度校核</b></p><p>　　第三段套管所受最大拉應力為</p><p>　　而，滿足抗拉強度要求。</p><p>　　3.2表層套管柱設計</p><p>　　由公式3-1可知，最大外擠壓力為

36、</p><p><b>　　而允許抗外擠強度為</b></p><p>　　查《鉆井手冊（甲方）》選擇表層套管：</p><p>　　表3-4 表層套管鋼級選擇</p><p>　　則表層套管的根數(shù)為，實際取，所以實際使用長度為。</p><p><b>　　抗拉強度校</b&g

37、t;</p><p>　　表層套管所受最大拉應力為</p><p>　　故，滿足抗拉強度要求。</p><p>　　3.3套管柱設計結果</p><p>　　表3-5 套管柱設計參數(shù)表</p><p>　　第4章 鉆柱設計</p><p><b>　　4.1鉆鋌的設計</b&

38、gt;</p><p>　　根據(jù)鉆頭直徑選擇鉆鋌外徑，鉆鋌長度取決于選定的鉆鋌尺寸與所需鉆鋌重量。</p><p>　　4.1.1所需鉆鋌長度的計算公式</p><p>　?。?-1） </p><p>　　式中：為設計最大鉆壓，kN；為安全系數(shù), 此??；為鉆井液浮力系數(shù)；為所需鉆鋌的長度, m；為每次開鉆所需

39、鉆鋌單位長度重量，；為每次開鉆所需鉆鋌的根數(shù)，每根鉆鋌的長度9.1m。</p><p>　　4.1.2計算鉆柱所受拉力的公式</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：為鉆柱所受拉力，kN；為鉆鋌長度, m；為鉆鋌單位長度重量，；為鉆桿長度, m；為鉆桿單位長度重量，。 </p><p>

40、　?。?-3） </p><p>　　式中 ：為鉆桿所受外擠壓力，MPa；為最小鉆井液密度，。</p><p>　　4.2鉆鋌及鉆桿長度的計算</p><p>　　4.2.1一次開鉆鉆具組合</p><p><b>　　1.0-285m </b></p><p>　?。?）鉆鋌長度的確定&

41、lt;/p><p>　　查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆鋌,鉆鋌外徑203.2mm，內徑71.4mm，均重。</p><p><b>　　此時，最大鉆壓。</b></p><p>　　則鉆鋌長度為，所用根數(shù)為</p><p><b>　　。</b></p><p>　　從而實際用3根

42、鉆鋌，鉆鋌實際度為。</p><p>　?。?）鉆桿長度計算及安全校核</p><p>　　查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆桿，鉆桿外徑139.7mm，內徑121.4mm，均重,鋼級E級，鉆桿，安全系數(shù)為。</p><p>　　計算最大安全靜拉載荷為：</p><p><b>　　安全系數(shù)法：</b></p>

43、<p><b>　　設計系數(shù)法：</b></p><p><b>　?、?拉力余量法：</b></p><p>　　比較三種安全校核知設計系數(shù)法計算的值最小。</p><p><b>　　則鉆桿許用長度為</b></p><p>　　因此鉆桿長度為，所用根數(shù)為，實際取

44、，從而鉆桿實際長度為。</p><p><b>　　校核鉆桿抗擠強度為</b></p><p>　　故安全校核所選鉆鋌及鉆桿滿足要求。</p><p>　　4.2.2二次開鉆鉆具組合</p><p>　　1.285-1000m</p><p>　?。?）鉆鋌長度的確定</p><

45、;p>　　查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆，鉆鋌外徑177.80mm，內徑71.40mm，均重。</p><p><b>　　此時，最大鉆壓為。</b></p><p>　　則鉆鋌長度為，所用根數(shù)為</p><p><b>　　。</b></p><p>　　從而實際用18根鉆鋌，鉆鋌實際長度為。

46、</p><p>　　2．鉆桿長度計算及安全校核</p><p>　　查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆桿，鉆桿外徑127.0mm，內徑108.60mm，均重，鋼級E級，鉆桿，安全系數(shù)為。</p><p>　　計算最大安全靜拉載荷為：</p><p><b>　?、?安全系數(shù)法：</b></p><p>

47、;<b>　　② 設計系數(shù)法：</b></p><p><b>　?、?拉力余量法：</b></p><p>　　比較三種安全校核知設計系數(shù)法計算的值最小。</p><p><b>　　則鉆桿許用長度為</b></p><p>　　因此鉆桿長度為，根數(shù)為，</p>

48、<p>　　實際取，從而鉆桿實際長度為。</p><p><b>　　校核鉆桿抗擠強度</b></p><p>　　故安全校核所選鉆鋌及鉆桿滿足要求。</p><p>　　2.1000-1495m</p><p>　?。?）鉆鋌長度的確定</p><p>　　查《鉆井手冊（甲方）》選擇

49、鉆鋌，鉆鋌外徑177.80mm，內徑71.40mm，均重。</p><p><b>　　此時，最大鉆壓。</b></p><p>　　則鉆鋌長度為，所用根數(shù)為</p><p>　　，從而實際用8根鉆鋌，鉆鋌實際長度為。</p><p>　　2.鉆桿長度計算及安全校核</p><p>　　查《鉆井手

50、冊（甲方）》選擇鉆桿，鉆桿外徑127.0mm，內徑108.60mm，均重，鋼級E級，鉆桿，安全系數(shù)為。</p><p>　　計算最大安全靜拉載荷為：</p><p><b>　　① 安全系數(shù)法：</b></p><p><b>　?、?設計系數(shù)法：</b></p><p><b>　?、?

51、拉力余量法：</b></p><p>　　比較三種安全校核知設計系數(shù)計算的值最小。</p><p><b>　　則鉆桿許用長度為</b></p><p>　　因此鉆桿長度為，根數(shù)為，</p><p>　　實際取，從而鉆桿實際長度為。</p><p><b>　　校核鉆桿抗擠強

52、度</b></p><p>　　故安全校核所選鉆鋌及鉆桿滿足要求。</p><p>　　3.1495-2100m</p><p><b>　　1.鉆鋌長度的確定</b></p><p>　　查《鉆井手冊（甲方）》選擇鉆,鉆鋌外徑177.80mm，內徑71.40mm，均重。</p><p&g

53、t;<b>　　此時，最大鉆壓。</b></p><p>　　則鉆鋌長度為，所用根數(shù)為</p><p><b>　　。</b></p><p>　　從而實際用18根鉆鋌，實際鉆鋌長度為。</p><p>　　2．鉆桿長度計算及安全校核</p><p>　　查《鉆井手冊（甲方）

54、》選擇鉆桿，鉆桿外徑127.0mm，內徑108.60mm，均重，鋼級E級，鉆桿，安全系數(shù)為。</p><p>　　計算最大安全靜拉載荷為：</p><p><b>　?、?安全系數(shù)法：</b></p><p><b>　?、?設計系數(shù)法：</b></p><p><b>　?、?拉力余量法

55、：</b></p><p>　　比較三種安全校核知設計系數(shù)法計算的值最小。</p><p><b>　　則鉆桿許用長度為</b></p><p><b>　　因此鉆桿長度為。</b></p><p>　　鉆桿所用根數(shù)為，實際取，從而鉆桿實際長度為。</p><p>

56、;<b>　　校核鉆桿抗擠強度</b></p><p>　　故安全校核所選鉆鋌及鉆桿滿足要求。</p><p><b>　　4.3鉆柱設計結果</b></p><p><b>　　鉆柱設計參數(shù)表</b></p><p>　　第5章 鉆井液設計</p><

57、p>　　5.1鉆井液的計算公式</p><p>　　5.1.1井筒內鉆井液體積</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：為井筒內鉆井液的體積，m；為第i段井徑，m；為第i段井眼長度，m。</p><p>　　5.1.2地面循環(huán)量</p><p>　　由于井深

58、為2100m，選擇30鉆機則地面循環(huán)量為。</p><p><b>　　5.1.3損耗量</b></p><p><b>　　損耗量為</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　5.1.4需要加入粘土、清水的量</p><p

59、><b>　?。?-3）</b></p><p>　　（5-4）式中：為所加入粘土的密度，??；為所配鉆井液的最大體積</p><p>　　m；為所加粘土質量，t；為配制鉆井液所需要的水的體積，。</p><p>　　5.2鉆井液密度轉換</p><p>　　5.2.1一次開鉆需要加入重晶石量</p>

60、<p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中 ：為加入重晶石的量，t；為一次開鉆鉆井液的密度，。</p><p>　　5.2.2二次開鉆需要加入重晶石量</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中：為加入重晶石的量，t；為二次開鉆鉆井液的密

61、度，。</p><p><b>　　5.3鉆井液設計</b></p><p>　　參考臨井資料，一開時鉆井液密度為1.2，二開時鉆井液密度為1.25 。</p><p>　　5.3.1井筒內鉆井液體積</p><p>　　1．一次開鉆井筒內的鉆井液體積</p><p><b>　　由公

62、式5-1可知</b></p><p>　　2.二次開鉆井筒內的鉆井液體積</p><p><b>　　由公式5-1可知</b></p><p><b>　　因此在鉆井過程中。</b></p><p>　　5.3.2鉆井過程中所需的鉆井液體積</p><p><

63、;b>　　由公式5-2可知</b></p><p>　　則所需鉆井液原漿體積為</p><p><b>　　實際取。</b></p><p>　　5.3.3需要加入的水量和土量</p><p>　　由公式5-3和公式5-4可知粘土質量為</p><p>　　由公式5-4可知水的量

64、為</p><p>　　5.3.4鉆井液密度轉換</p><p>　　1. 一次開鉆時所需重晶石的量</p><p>　　由公式5-5可知所加入重晶石量的為</p><p>　　2. 一次開鉆時所需重晶石的量</p><p>　　由公式5-6可知所加入重晶石量的為</p><p>　　5.4鉆井

65、液設計結果</p><p><b>　　鉆井液設計參數(shù)表</b></p><p>　　第6章 鉆井水力參數(shù)的設計</p><p><b>　　6.1泵的選擇</b></p><p>　　6.1.1確定最小排量</p><p><b>　?。?-1） </b

66、></p><p><b>　　（6-2）</b></p><p><b>　　（6-3）</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　?。?-5）式中：為巖屑舉升效率，無因次，取0.5；為最低環(huán)空返速，；為巖 </p><

67、;p>　　屑在環(huán)空的實際上返速度，；為巖屑在鉆井液的下滑速度，；為巖屑直徑，取0.6cm；為巖屑密度，?。粸殂@井液密度，；為鉆井液有效粘度，；、為井徑和鉆柱外徑，</p><p>　　cm；為鉆井液稠度系數(shù)，；為鉆井液流行指數(shù)，無因次；為</p><p>　　攜巖屑的最小排量，。</p><p>　　6.1.2計算不同井深循環(huán)壓耗系數(shù)</p>&

68、lt;p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　（6-7）</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中：；為鉆井液塑性粘度，；為鉆鋌長度，m；為鉆桿內徑，cm；、為鉆鋌內徑、外徑，cm。 </p><p>　　6

69、.1.3臨界井深的確定</p><p>　　1．計算按最大鉆頭水功率方式下的臨界井深 </p><p><b>　　第一臨界井深為</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　第二臨界井深為</b></p><p>

70、;<b>　?。?-10）</b></p><p>　　式中：；為額定泵壓，MPa；為額定排量，。</p><p>　　2．計算按最大射流沖擊力方式下的臨界井深 </p><p><b>　　第一臨界井深為</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p&

71、gt;<p><b>　　第二臨界井深為</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　6.2泵的各種參數(shù)計算</p><p>　　6.2.1一開時泵的計算</p><p><b>　　1.0-285m</b></p>

72、<p>　　根據(jù)鄰井參數(shù)可知選擇缸套直徑為的型號為SL3NB—1000A的鉆進泵兩臺并聯(lián)使用，因此額定排量為，額定泵壓為。</p><p>　　由公式6-1、6-2、6-3和6-4可知最低環(huán)空返速為</p><p>　　由鉆柱設計和鄰井參數(shù)可知，鉆井液密度，井眼直徑，鉆桿外徑，巖屑直徑，巖屑密度，，。</p><p><b>　　則</b

73、></p><p>　　根據(jù)公式6-5可知，攜巖所需的最小排量為</p><p>　　故，選擇的鉆井泵合理。</p><p>　　由鉆柱設計和鄰井參數(shù)可知，鉆井液塑性粘度，鉆井液密度，鉆桿外徑，鉆桿內徑，鉆鋌長度，鉆鋌內徑，鉆鋌外徑，井眼直徑。</p><p><b>　　則由公式6-6可知</b></p&g

74、t;<p><b>　　由公式6-7可知</b></p><p><b>　　由公式6-8可知</b></p><p>　　則根據(jù)最大射流沖擊力由公式6-11計算臨界井深得</p><p>　　由于，因此鉆頭壓降為</p><p><b>　　噴嘴的當量直徑為</b&g

75、t;</p><p><b>　　因此噴嘴的直徑為</b></p><p>　　6.2.2二開時泵的計算</p><p>　　1.285-1000m</p><p>　　根據(jù)鄰井參數(shù)可知選擇缸套直徑為的型號為SL3NB—1600A的鉆進泵一臺，其額定排量為，額定泵壓為。</p><p>　　由鉆柱

76、設計和鄰井參數(shù)可知，鉆井液密度，井眼直徑。</p><p><b>　　由經驗公式可知</b></p><p>　　根據(jù)公式6-5可知，攜巖所需的最小排量為</p><p>　　故，因此選擇的鉆井泵合理。</p><p>　　由鉆柱設計和鄰井參數(shù)可知，鉆井液塑性粘度，鉆井液密度，鉆桿外徑，鉆桿內徑，鉆鋌長度，鉆鋌內徑，鉆

77、鋌外徑，井眼直徑。</p><p>　　則由公式6-6可知 </p><p><b>　　由公式6-7可知</b></p><p><b>　　由公式6-8可知</b></p><p>　　則根據(jù)最大鉆頭水功率按照公式6-9計算第一臨界井深得</p><p>　　由最大

78、鉆頭水功率按照公式6-10計算第二臨界井深</p><p>　　由于，因此鉆頭壓降為</p><p><b>　　最優(yōu)排量為</b></p><p><b>　　噴嘴的當量直徑為</b></p><p><b>　　因此噴嘴的直徑為。</b></p><p&

79、gt;　　2.1000-1495m</p><p>　　根據(jù)鄰井參數(shù)可知選擇缸套直徑為的型號為SL3NB—1000A的鉆進泵一臺，其額定排量為，額定泵壓為。</p><p>　　由鉆柱設計和鄰井參數(shù)可知，鉆井液密度，井眼直徑。</p><p><b>　　由經驗公式可知</b></p><p>　　根據(jù)公式6-5可知，攜

80、巖所需的最小排量為</p><p>　　故，因此選擇的鉆井泵合理。</p><p>　　由鉆柱設計和鄰井參數(shù)可知，鉆井液塑性粘度，鉆井液密度，鉆桿外徑，鉆桿內徑，鉆鋌長度，鉆鋌內徑，鉆鋌外徑，井眼直徑。</p><p><b>　　則由公式6-6可知</b></p><p><b>　　由公式6-7可知<

81、/b></p><p><b>　　由公式6-8可知</b></p><p>　　則根據(jù)最大鉆頭水功率按照公式6-9計算第一臨界井深得</p><p>　　由于，因此鉆頭壓降為</p><p><b>　　噴嘴的當量直徑為</b></p><p><b>　　

82、所以噴嘴的直徑為</b></p><p>　　3.1495—2100m</p><p>　　根據(jù)鄰井參數(shù)可知選擇缸套直徑為的型號為SL3NB—1000A的鉆進泵一臺，其額定排量為，額定泵壓為。</p><p>　　由鉆柱設計和鄰井參數(shù)可知，井液密度，井眼直徑。</p><p><b>　　由經驗公式可知</b>

83、;</p><p>　　根據(jù)公式6-5可知，攜巖所需的最小排量為</p><p>　　故，因此選擇的鉆井泵合理。</p><p>　　由鉆柱設計和鄰井參數(shù)可知，井液塑性粘度，鉆井液密度，鉆桿外徑，鉆桿內徑，鉆鋌長度，鉆鋌內徑，鉆鋌外徑，井眼直徑。</p><p><b>　　則由公式6-6可知</b></p>

84、<p><b>　　由公式6-7可知</b></p><p><b>　　由公式6-8可知</b></p><p>　　則根據(jù)最大鉆頭水功率按照公式6-9計算第一臨界井深得</p><p>　　由于，因此鉆頭壓降為</p><p><b>　　噴嘴的當量直徑為</b&g

85、t;</p><p><b>　　所以噴嘴的直徑為</b></p><p><b>　　6.3泵的設計結果</b></p><p><b>　　泵的設計參數(shù)表</b></p><p>　　第7章 注水泥設計</p><p><b>　　7.

86、1水泥漿的用量</b></p><p>　　7.1.1所需水泥漿體積的計算公式</p><p><b>　　（7-1）</b></p><p>　　式中：為水泥塞高度，取10m；為井眼口袋高度，取5m；為設計封填水泥長度，m；為第i次開鉆鉆頭尺寸，m；為自外向里第i層套管的外徑，m；為第i層套管的內徑，m；為水泥附加系數(shù)，取1.1。

87、</p><p>　　7.1.2所需干水泥的質量的計算公式</p><p>　　1.配制的水泥漿所需水泥灰的質量為</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：為水泥灰的密度，3.15 g/cm；為水的密度，1.0 g/cm ；為水灰比, 一開為0.46,二開為0.44。</p>

88、<p>　　2.所需干水泥的質量為</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中：為地面損失系數(shù)，取1.05。</p><p>　　7.1.3所需水的體積的計算公式</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　

89、7.1.4頂替排量的計算公式</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中：為頂替排量，；為水泥漿臨界流速，，表層取0.9，油層取2.28。</p><p>　　7.1.5頂替容積的計算公式</p><p><b>　?。?-6） </b></p><

90、p>　　式中：為頂替容積，；為第i層套管的內徑，m；為至阻位的長度，。</p><p>　　7.1.6注入時間的計算公式</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中：為所需水泥漿體積，； 為鉆井液臨界流速，，取1.68；為水泥漿注入時間，min；為環(huán)空面積，。</p><p>　　7.

91、1.7 頂替時間及防凝時間</p><p><b>　　頂替時間 </b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中：為頂替容積，；為頂替排量，；為頂替時間，min。</p><p><b>　　防凝時間</b></p><p

92、><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中：為水泥漿注入時間，min；為頂替時間，min；為水泥漿防凝時間，min。</p><p>　　7.2所需干泥灰、清水的用量</p><p>　　7.2.1水泥漿體積的計算</p><p>　　1.封固表層套管水泥漿體積的計算</p><

93、p>　　由套管設計可知，，，。</p><p><b>　　由公式7-1得</b></p><p>　　2.封固油層套管水泥漿體積的計算</p><p>　　由套管設計可知，，，</p><p><b>　　。</b></p><p>　　由公式7-1得 <

94、;/p><p>　　7.2.2干水泥質量的計算</p><p>　　1.封固表層套管干水泥質量的計算</p><p>　　由公式7-2得,配制的水泥漿所需水泥灰的質量為</p><p>　　則由公式7-3得干水泥質量為</p><p>　　2.封固油層套管干水泥質量的計算</p><p>　　由公式

95、7-2得,配制的水泥漿所需水泥灰的質量為</p><p>　　則由公式7-3得干水泥質量為</p><p>　　7.2.3 所需清水的體積的計算</p><p>　　1.封固表層套管所需清水的量</p><p>　　由公式7-4得，,因此固井時儲備清水的體積。 </p><p>　　2.封固油層套管所需清水的量<

96、/p><p>　　由公式7-4得,,固井時儲備清水的體積。</p><p>　　7.3頂替時間的計算</p><p>　　7.3.1頂替排量的計算</p><p>　　1.表層頂替排量的計算</p><p>　　由表層設計可知，，則由公式7-5可知頂替排量為。</p><p>　　2.油層頂替排量的

97、計算</p><p>　　由油層設計可知，，則由公式7-5可知頂替排量為。</p><p>　　7.3.2頂替容積的計算</p><p>　　1.表層頂替容積的計算</p><p><b>　　由表層設計可知</b></p><p>　　由公式7-6可知頂替容積為</p><p

98、>　　2.油層頂替容積的計算</p><p>　　由公式7-6可知頂替容積為</p><p>　　7.3.3頂替時間的計算</p><p>　　1.表層頂替時間計算</p><p>　　由公式7-8可知頂替時間為</p><p>　　2.油層頂替時間計算</p><p>　　由公式7-8可

99、知頂替時間為</p><p>　　7.4防凝時間的計算</p><p>　　7.4.1注入水泥漿的時間</p><p>　　1.表層注入水泥漿的時間</p><p><b>　　由公式7-7可知</b></p><p>　　2.油層注入水泥漿的時間</p><p><

100、b>　　由公式7-7可知</b></p><p>　　7.4.2防凝時間的計算</p><p><b>　　1.表層防凝時間</b></p><p>　　由公式7-9可知防凝時間為</p><p><b>　　2.油層防凝時間</b></p><p>　　由

101、公式7-9可知防凝時間為</p><p>　　7.5注水泥設計結果</p><p><b>　　注水泥設計參數(shù)表</b></p><p>　　第8章 設計結果</p><p>　　表8-1 井身設計結構表</p><p>　　表8-2 套管柱設計參數(shù)表</p><p>

102、　　表8-3 鉆具組合設計表</p><p>　　表8-4 鉆井液設計參數(shù)表</p><p>　　表8-5 泵的設計參數(shù)表</p><p>　　表8-6 注水泥設計參數(shù)表</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 蔣希文. 鉆井手冊（甲方）上冊[M].北京：石油工業(yè)

103、出版社，2001:319-330.</p><p>　　[2] 屈東升. 石油工程[M]. 石油工業(yè)出版社出版，2001，24(4).</p><p>　　[3] 甘秀娥. 石油工程設計[M].江漢石油學院，石油工業(yè)出版社出版，2002，26(6).</p><p>　　[4] 劉希圣.石油工程設計[M] .大慶：大慶石油學院，1999:123-127.</p