2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  課 程 設 計</p><p>  2013年 7月 1日</p><p>  2017 年7 月28 日</p><p><b>  課程設計任務書</b></p><p>  課程 : 石油工程課程設計 </p><p>

2、  題目 : 鉆井工程設計</p><p>  專業(yè) : 石油工程 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><

3、;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

4、容如下:(1)井身結構設計;(2)套管強度設計;(3)鉆柱設計;(4)鉆井液設計;(5) 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;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><p>  王常斌等,《石油工程設計》,東

5、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 2017年7月3日-2017年7月28日 </p><p>  2017 年 7 月 28 日</p>&l

6、t;p><b>  前 言</b></p><p>  鉆井工程設計是石油工程設計的一個重要部分,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

7、>  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>  鉆井設計包括地質設計和鉆井與完井工程設計。主要是指鉆井工程師得到地質設計后,如何以地質設計為依據(jù),完成一口井的綜合

8、、合理的鉆井與完井工程設計。 鉆井與完井工程是一個多學科、多工種的大系統(tǒng)工程。鉆井與完井工程設計是以現(xiàn)代鉆井工藝理論為準則,采用新的研究成果,以現(xiàn)代計算技術用最優(yōu)化科學理論去設計和規(guī)劃鉆完井工程中的工藝技術及實施措施。鉆井與完井工程設計是完成地質鉆探目的、開發(fā)油氣層、保證鉆井與完井工程質量、保護油氣資源、保護環(huán)境,實現(xiàn)安全、優(yōu)質、高速和經濟鉆井的重要程序,是鉆井與完井工程施工的指南和技術依據(jù)。鉆井公司將根據(jù)鉆井與完井工程設計的內容和要求

9、組織施工和技術協(xié)作,并按照設計進行單井預算和決算。</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,是鉆井周期最短;鉆下部高雅地層時所用的較高密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

10、套管等嚴重事故;以及強度的校核。2、套管柱設計:選擇不同型號的套管,滿足鉆井中固井、完井要求;3、鉆具組合設計: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,等幾個方面的基本內容。</p><p><b>  目錄</b></p><p>  第1章 設計資料收集1</p><

11、;p>  1.1預設計井基本參數(shù)表1</p><p>  1.2鄰井基本參數(shù)1</p><p>  第2章 井身結構設計5</p><p>  2.1 鉆井液的壓力體系5</p><p>  2.2 井身結構的設計6</p><p>  2.3 設計結果8</p><p> 

12、 第三章 套管柱強度設計9</p><p>  3.1 套管柱設計計算的相關公式9</p><p>  3.2 油層套管柱設計9</p><p>  3.3技術套管柱設計13</p><p>  3.4表層套管柱設計15</p><p>  3.5 套管柱設計結果17</p><p&g

13、t;  第4章 鉆柱設計18</p><p>  4.1 鉆柱設計原理18</p><p>  4.2 鉆柱的設計19</p><p>  4.3 鉆柱設計結果23</p><p>  第5章 鉆井水力參數(shù)的設計24</p><p>  5.1 鉆井水力參數(shù)的計算公式24</p><p&

14、gt;  5.2 水力參數(shù)計算25</p><p>  5.3 鉆井水力參數(shù)設計結果32</p><p>  第6章 注水泥設計33</p><p>  6.1 水泥漿的排量的確定33</p><p>  6.2 注水泥漿井口壓力35</p><p>  6.3 設計結果40</p><

15、;p>  第7章 鉆井液設計41</p><p>  7.1鉆井液用量計算公式41</p><p>  7.2 鉆井液用量計算41</p><p>  第八章 設計結果44</p><p><b>  參考文獻46</b></p><p>  第1章 設計資料收集</p&

16、gt;<p>  1.1預設計井基本參數(shù)表</p><p><b>  1.2鄰井基本參數(shù)</b></p><p>  第2章 井身結構設計</p><p>  2.1 鉆井液的壓力體系</p><p>  2.1.1 最大鉆井液密度</p><p><b>  (2-1

17、)</b></p><p>  式中: 為某層套管鉆進井段中所用最大泥漿密度,; </p><p>  為該井段中所用地層孔隙壓力梯度等效密度,;</p><p>  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</b></p><p><

18、b>  (2-2)</b></p><p>  式中:ρf為發(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有的地層破裂壓力梯度,g/cm3;ρpmax為某井段鉆進井段中所用的最大泥漿密度, g/cm3;Sb為抽吸壓力允許值的當量密度,取0.036 g/cm3;Sf為地層壓裂安全系數(shù),用當量鉆井液密度表示,取0.03g/cm3;Sk為發(fā)生井涌時的井涌允量,取0.06g/cm3。<

19、/p><p>  2.1.2 校核各層套管下到初選點時是否會發(fā)生壓差卡套</p><p>  < (2-3)</p><p>  式中:為實際井內最大靜止壓差,;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所對應的井 深,。為避免發(fā)生壓差卡套的許用壓差,取16 MPa。</p&g

20、t;<p>  2.2 井身結構的設計</p><p>  2.2.1 套管層次的確定</p><p>  根據(jù)鄰井數(shù)據(jù)地層知壓力與破裂壓力</p><p>  查表知最大地層壓力梯度的當量密度為1.12g/cm2,位于3300處。</p><p> ?。?)中間套管下入深度初選點</p><p><

21、;b>  取初選點</b></p><p>  查地層破裂壓力梯度表得,不相近,因此再取 </p><p>  查地層破裂壓力梯度表得,不相近,因此再取 </p><p>  查地層破裂壓力梯度表得,相近</p><p>  考慮井深為3300米,為了井壁穩(wěn)定不坍塌需要加入技術套管,下入深度1700米, </p

22、><p>  (2)校核中間套管是否會發(fā)生壓差卡套管</p><p>  由地層壓力梯度表查得,,。</p><p><b>  0-1700m井段</b></p><p>  ,所以不會發(fā)生壓差卡鉆,滿足設計要求。</p><p> ?。?)確定表層套管的下入深度</p><p&

23、gt;<b>  取初選點</b></p><p>  由地層破裂壓力梯度表得,不符合,因此</p><p>  再取 不符合</p><p><b>  再取 合適</b></p><p>  (5)校核表層套管下入到初選點過程中是否會發(fā)生壓差卡套管</p><

24、p>  由地層壓力梯度表查得,,。</p><p><b>  0-250m井段</b></p><p>  ,所以不會發(fā)生壓差卡鉆,滿足設計要求。</p><p>  (6)油層套管下入深度,因為設計井深為, ,則。</p><p><b>  2.3 設計結果</b></p>

25、<p>  表2-1 井身結構設計表</p><p>  第三章 套管柱強度設計</p><p>  3.1 套管柱設計計算的相關公式</p><p>  1. 某井段的最大外擠壓力</p><p><b>  (3-1) </b></p><p>  式中:為套管柱所受外擠壓力,

26、;</p><p>  為該井段所用泥漿的最大密度,;</p><p><b>  計算點井深,。</b></p><p>  2. 某段鋼級套管的最大下入深度</p><p><b>  (3-2) </b></p><p>  式中:為某段鋼級套管抗外擠強度,;</

27、p><p>  為抗外擠安全系數(shù),取1.15。</p><p><b>  3. 套管浮力系數(shù)</b></p><p>  (3-3) </p><p>  式中:為某段所用鋼材的密度,取7.8。</p><p><b>

28、  4. 安全系數(shù)</b></p><p><b>  抗拉安全系數(shù)</b></p><p>  St=1.8 (3-4) </p><p>  3.2 油層套管柱設計</p><p>  3.2.1 按抗外擠強度設計由下向上選擇第一段套管</p&

29、gt;<p>  由公式3-1可知最大外擠壓力為:</p><p>  查《鉆井工藝手冊上》表3-8選擇第一段套管</p><p>  表3-1 第一段套管鋼級選擇</p><p><b>  實際抗擠安全系數(shù)</b></p><p>  3.2.2 確定第二段套管的下入深度和第一段套管的使用長度</

30、p><p>  1. 查《鉆井工藝手冊上》表3-8選擇第二段套管</p><p>  表3-2 第二段套管鋼級選擇</p><p>  第二段套管下入深度為,實際取,則第一段套管使用長度為。</p><p>  第一段套管抗拉安全系數(shù)校核、第二段套管抗擠安全系數(shù)校核</p><p>  浮力系數(shù) :KB=0.85</

31、p><p><b>  應力校核 :</b></p><p><b>  第一段空氣中重量</b></p><p><b>  第一段浮重</b></p><p><b>  第一段抗擠安全系數(shù)</b></p><p>  ------

32、-存在軸向拉力的最大允許抗外擠強度,MPa</p><p>  --------無軸向拉力是套管的抗外擠強度,MPa</p><p>  -------軸向拉力,KN --------套管管體屈服強度,KN </p><p><b>  合格</b></p><p>  抗拉安全系數(shù) 滿足抗拉要求</p>

33、;<p>  3.2.3 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《鉆井工藝手冊》表3-8選擇第二段套管</p><p>  表3-3 第三段套管鋼級選擇</p><p>  第三段套管下入深度為,實際取1700m,則第二段套管使用長度為。</p><p>  第二段套管抗拉安全系數(shù)校核、第三

34、段套管抗擠安全系數(shù)校核。</p><p>  第二段套管在空氣中的重量</p><p><b>  第二段套管浮重</b></p><p><b>  第二段抗擠安全系數(shù)</b></p><p><b>  合格</b></p><p>  設第三段套管

35、下入深度為</p><p>  第三段套管在空氣中的重量</p><p><b>  第三段套管浮重</b></p><p><b>  第三段抗擠安全系數(shù)</b></p><p><b>  合格</b></p><p>  第二段套管抗拉安全系數(shù)&l

36、t;/p><p><b>  滿足抗拉要求</b></p><p><b>  井口抗內壓校核</b></p><p>  第二段套管長度為1700m</p><p>  3.2.4 油層套管設計結果</p><p>  表3-4 油層套管設計參數(shù)</p><

37、p>  3.3技術套管柱設計</p><p>  3.3.1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>  查《鉆井工藝手冊上》表3-8選擇第一段套管</p><p>  表3-5 第一段套管鋼級選擇</p><p><b>  實際抗擠安

38、全系數(shù)</b></p><p><b>  滿足抗擠要求</b></p><p>  3.3.2 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>  查《鉆井工藝手冊上》表3-8選擇第二段套管</p><p>  表3-5 第二段套管鋼級選擇</p><p>  第二段

39、套管下入深度為,實際取,則第一段套管使用長度為</p><p>  套管在空氣中的重量 </p><p><b>  套管浮重</b></p><p><b>  抗擠安全系數(shù)校核</b></p><p><b>  合格</b></p><p><

40、;b>  抗拉安全系數(shù) </b></p><p><b>  滿足抗拉要求、</b></p><p>  設第二段套管在雙向盈利作用下能下入</p><p>  套管在空氣中的重量 </p><p><b>  套管浮重</b></p><p><b&

41、gt;  抗擠安全系數(shù)校核</b></p><p><b>  合格</b></p><p><b>  抗拉安全系數(shù)</b></p><p><b>  滿足抗拉要求</b></p><p><b>  抗內壓</b></p>

42、<p>  第二段套管長度為900m</p><p>  3.3.3中間套管設計結果</p><p>  表3—9 中間套管設計參數(shù)</p><p>  3.4表層套管柱設計</p><p>  3.4.1按抗外擠強度設計由下向上選擇第一段套管</p><p>  參考臨井取鉆井液密度為1.08</p&

43、gt;<p>  查《鉆井工藝手冊》表3-8選擇第一段套管</p><p>  表3-10 第一段套管鋼級選</p><p>  套管在空氣中的重量 </p><p><b>  套管浮重</b></p><p><b>  抗擠安全系數(shù)校核</b></p><p&

44、gt;<b>  合格</b></p><p><b>  抗拉安全系數(shù)</b></p><p><b>  滿足抗拉要求</b></p><p><b>  抗內壓</b></p><p>  3.4.2 表層套管設計結果</p><

45、p>  表3—11 表層套管設計參數(shù)</p><p>  3.5 套管柱設計結果</p><p>  表3-12 套管柱設計參數(shù)表</p><p><b>  第4章 鉆柱設計</b></p><p>  4.1 鉆柱設計原理</p><p>  4.1.1 所需鉆鋌長度的計算公式</

46、p><p><b> ?。?-1)</b></p><p>  式中:為所需鉆鋌長度,;</p><p>  為安全系數(shù),一般取=1.15-1.25;</p><p>  為設計的最大鉆壓,;</p><p>  為每米鉆鋌在空氣中的重力,;</p><p><b>

47、  為浮力系數(shù);</b></p><p>  為井斜角度數(shù),直井時;</p><p>  4.1.2計算鉆柱所受拉力的公式</p><p><b>  鉆柱所受拉力為</b></p><p><b> ?。?-2)</b></p><p>  式中:為鉆柱所受拉力

48、,;</p><p><b>  為鉆鋌長度,;</b></p><p>  為每米鉆鋌在空氣中的重力,;</p><p><b>  為鉆桿長度,;</b></p><p>  為每米鉆桿在空氣中的重力,;</p><p><b>  4.2 鉆柱的設計</

49、b></p><p>  4.2.1 一次開鉆鉆柱組合</p><p><b>  0-213m井段</b></p><p><b>  鉆鋌長度的確定</b></p><p>  由最小鉆鋌外徑=2倍套管接箍外徑-鉆頭直徑,</p><p>  查《鉆井手冊工具》選擇

50、鉆鋌,</p><p>  此時,,最大鉆壓,SN=1.2</p><p>  則鉆鋌長度為,所用根數(shù)為</p><p><b> ?。ǜ?lt;/b></p><p>  從而實際用5根鉆鋌,鉆鋌實際長度為Lc=105=50m。</p><p>  2. 鉆桿長度計算及安全校核</p>

51、<p>  鉆桿長度Lp=D1-10n=213-105=163m,根數(shù)(根)。</p><p>  取鉆桿16根方入3m。</p><p>  查《鉆井工具手冊》舊,一級選擇鉆桿</p><p>  安全系數(shù)為St=1.18。</p><p>  計算最大安全靜拉載荷為:</p><p><b>

52、  a、安全系數(shù)法</b></p><p><b>  b、設計系數(shù)法: </b></p><p>  c 、拉力余量法:取拉力余量</p><p>  比較三種安全校核知設計系數(shù)法計算的值最小,作為抗拉安全強度Fa=Fa2=1115.69(KN)。</p><p><b>  則鉆桿許用長度為&l

53、t;/b></p><p><b>  滿足。 </b></p><p><b>  抗擠強度校核</b></p><p><b>  滿足</b></p><p>  4.2.2 二次開鉆鉆具組合</p><p>  213-1700m井段&l

54、t;/p><p>  1. 鉆鋌長度的確定</p><p>  由最小鉆鋌外徑=2倍套管接箍外徑-鉆頭直徑,查《鉆井工具手冊》選擇鉆鋌</p><p>  此時,最大鉆壓Wmax=10t,SN=1.2 </p><p><b>  則鉆鋌長度為</b></p><p><b>  所用根數(shù)為

55、(根)</b></p><p>  從而實際用12根鉆鋌,鉆鋌實長際度為Lc=1012=120m。</p><p>  2. 鉆桿長度計算及安全校核</p><p>  鉆桿長度Lp=D2-10n=1700-1012=1580 m, 根數(shù)(根)。</p><p>  查《鉆井工具手冊》舊,一級選擇鉆桿</p><

56、;p>  安全系數(shù)為St=1.18。</p><p>  計算最大安全靜拉載荷為:</p><p><b>  a、安全系數(shù)法</b></p><p><b>  b、設計系數(shù)法: </b></p><p>  c 、拉力余量法:取拉力余量</p><p>  比較三種

57、安全校核知設計系數(shù)法計算的值最小,作為抗拉安全強度Fa=Fa2=1115.69(KN)。</p><p><b>  則鉆桿許用長度為</b></p><p><b>  滿足。 </b></p><p><b>  抗擠強度校核</b></p><p><b>  

58、滿足 </b></p><p>  4.2.3 三次開鉆鉆具組合</p><p>  1. 鉆鋌長度的確定</p><p>  由最小鉆鋌外徑=2倍套管接箍外徑-鉆頭直徑,查《鉆井工具手冊》選擇鉆鋌</p><p>  此時,最大鉆壓Wmax=15t,SN=1.2</p><p>  則鉆鋌長度為,所用根數(shù)

59、為</p><p><b> ?。ǜ?lt;/b></p><p>  從而實際用18根鉆鋌,鉆鋌實際長度為Lc=1018=180m。</p><p>  2. 鉆桿長度計算及安全校核</p><p>  鉆桿長度Lp=D-10n=3300-1018=3120 m,根數(shù)(根)</p><p>  查《

60、鉆井工具手冊》舊,一級選擇鉆桿</p><p>  安全系數(shù)為St=1.18。</p><p>  計算最大安全靜拉載荷為:</p><p><b>  a、安全系數(shù)法</b></p><p><b>  b、設計系數(shù)法: </b></p><p>  c 、拉力余量法:取拉

61、力余量</p><p>  比較三種安全校核知設計系數(shù)法計算的值最小,作為抗拉安全強度Fa=Fa2=1115.69(KN)。則鉆桿許用長度為</p><p><b>  滿足。 </b></p><p><b>  抗擠強度校核</b></p><p><b>  滿足 </b>

62、;</p><p>  4.3 鉆柱設計結果</p><p>  表4—1 鉆柱設計結果</p><p>  第5章 鉆井水力參數(shù)的設計</p><p>  5.1 鉆井水力參數(shù)的計算公式</p><p>  5.1.1 確定最小排量</p><p><b> ?。?-1)</b

63、></p><p>  式中:Va為最低環(huán)空返速,m/s;</p><p>  分別為井徑和鉆柱外徑,cm;</p><p>  Qa為攜巖屑的最小排量,L/s。</p><p>  5.1.2 獲得最大鉆頭水功率時臨界井深計算公式</p><p><b>  1. 第一臨界井深</b>&l

64、t;/p><p><b> ?。?-2)</b></p><p>  式中:為泵的額定壓力,;</p><p><b>  為額定排量,;</b></p><p><b>  和為相關系數(shù)。</b></p><p><b>  2. 第二臨界井深&

65、lt;/b></p><p><b>  (5-3)</b></p><p>  式中:為使巖屑上返的最小泵排量,;</p><p>  5.1.3 有關壓耗系數(shù)計算公式</p><p><b> ?。?-4)</b></p><p><b> ?。?-5)&

66、lt;/b></p><p><b> ?。?-6)</b></p><p><b> ?。?-7)</b></p><p> ?。?-8) 式中:為鉆井液密度,;</p><p>  為鉆井液塑性粘度,;</p><p>  和分別為地面高壓管線、立管、水龍帶、方

67、 鉆桿的長度和內徑,長度單位為m,內徑單位為cm。</p><p><b>  為鉆桿總長度,;</b></p><p>  為常數(shù),內平鉆桿?。?lt;/p><p><b>  為鉆桿內徑,;</b></p><p><b>  為鉆桿外徑,;</b></p>

68、<p><b>  為井徑,;</b></p><p><b>  Lc為鉆鋌長度,;</b></p><p><b>  為鉆鋌外徑,;</b></p><p><b>  為鉆鋌內徑,;</b></p><p>  5.2 水力參數(shù)計算&l

69、t;/p><p>  5.2.1 一開水力參數(shù)設計</p><p>  查得的已知參數(shù):,,,,,dc=17.78cm,dci=7.14cm,,Lc=50m,,L1=,50m,L2=30m,L3=30m,L4=16m d1=10cm, d2=10cm, d3=30cm. d4=10.86cm</p><p>  確定最小排量、最大允許排量及選泵: </p>

70、<p>  已知 環(huán)空最小返速,最大返速。</p><p>  最小排量:85.51(L/s)</p><p>  最大排量:171.01(L/s)</p><p>  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Qr=243.44=86.88L/s,額定泵壓為,。</p><p>  2 .

71、有關參數(shù)計算</p><p>  由公式(5-4)可知</p><p><b>  =</b></p><p><b>  =3.5410-4</b></p><p>  由公式(5-6)可知</p><p><b>  = </b></p>

72、<p>  =9.8210-4 </p><p>  由公式(5-7)可知</p><p><b>  =</b></p><p><b>  =2.6310-6</b></p><p>  由公式(5-8)可知</p><p>  = =1.204510-

73、3</p><p><b>  第一臨界井深:</b></p><p><b>  =</b></p><p><b>  =179.1m</b></p><p><b>  第二臨界井深:</b></p><p><b>

74、;  =</b></p><p><b>  =197.59m</b></p><p>  因為表層套管深度大于第一臨界井深,因此在0-197.59m,。</p><p>  在197.59-213,</p><p><b>  鉆頭壓降</b></p><p>

75、<b>  鉆頭水功率</b></p><p><b>  =</b></p><p><b>  比水功率</b></p><p><b>  =</b></p><p><b>  噴嘴當量直徑:</b></p>&

76、lt;p>  = =2.94(cm)</p><p><b>  三等直徑噴嘴直徑</b></p><p>  5.2.2 二開水力參數(shù)設計</p><p>  查得已知參數(shù): ,,,</p><p>  ,,dc=15.9cm,dci=7.14cm,dh=31.11cm,Lc=120m,,L1=50m,L2=3

77、0m,L3=30m,L4=16m d1=0.1m, d2=0.1m, d3=0.3m. d4=0.1086m</p><p>  1. 確定最小排量、最大允許排量及選泵: </p><p>  已知 環(huán)空最小返速,最大返速。</p><p>  最小排量:38.01(L/s)</p><p>  最大排量:76.01 (L/s)</p&

78、gt;<p>  選擇缸套直徑為=150mm的型號為SL3NB—1000A的鉆進泵兩臺并聯(lián)使用,因此額定排量為Qr=43.1(L/s),額定泵壓為pr=21MPa,。</p><p>  2 . 有關參數(shù)計算</p><p>  由公式(5-4)可知</p><p><b>  =</b></p><p>

79、<b>  =</b></p><p>  由公式(5-6)可知</p><p>  由公式(5-7)可知</p><p>  由公式(5-8)可知</p><p><b>  第一臨界井深:</b></p><p><b>  =</b></p&

80、gt;<p><b>  =1996.12m</b></p><p>  因為技術套管深度小于第一臨界井深,因此,Qopt=43.1(L/s)。</p><p><b>  鉆頭壓降</b></p><p><b>  =</b></p><p>  =14.76

81、(MPa)</p><p><b>  鉆頭水功率</b></p><p>  =14.7643.1=636.16KW</p><p><b>  比水功率</b></p><p><b>  =KW/cm2</b></p><p><b> 

82、 噴嘴當量直徑:</b></p><p>  = =1.88(cm)</p><p>  若安裝三個等徑噴嘴,則每個噴嘴直徑:</p><p>  ==1.09(cm)</p><p>  5.2.3 三開水力參數(shù)設計</p><p>  查得的已知參數(shù):,,,,,dc=15.9cm,dci=7.14cm,

83、dh=20cm,Lc=180m,,L1=50m,L2=30m,L3=30m,L4=16m, d1=0.1m, d2=0.1m, d3=0.3m,d4=0.1086m</p><p>  1. 確定最小排量、最大允許排量及選泵: </p><p>  已知 環(huán)空最小返速,最大返速。</p><p>  最小排量:11.24(L/s)</p><p&

84、gt;  最大排量:22.48(L/s)</p><p>  選擇缸套直徑為=140mm的型號為SL3NB—1000A的鉆進泵一臺,額定排量為Qr=20.65L/s,額定泵壓為Pr=24MPa,</p><p>  2 . 有關參數(shù)計算</p><p>  由公式(5-4)可知</p><p><b>  =</b>&l

85、t;/p><p><b>  =</b></p><p>  由公式(5-6)可知</p><p><b>  = </b></p><p><b>  = </b></p><p>  由公式(5-7)可知</p><p>&l

86、t;b>  =</b></p><p><b>  =4.1710-6</b></p><p>  由公式(5-8)可知</p><p><b>  =</b></p><p><b>  =</b></p><p><b>

87、  第一臨界井深:</b></p><p><b>  =</b></p><p><b>  =7740.91m</b></p><p>  因為油層套管下入深度小于第一臨界井深,Qopt=Qr=20.650.65L/s。</p><p><b>  鉆頭壓降</b&g

88、t;</p><p><b>  =</b></p><p>  =19.74(MPa)</p><p><b>  鉆頭水功率</b></p><p>  =19.7420.65=407.63KW</p><p><b>  比水功率</b></

89、p><p><b>  =KW/cm2</b></p><p><b>  噴嘴當量直徑:</b></p><p>  = =1.22(cm)</p><p>  若安裝三個等徑噴嘴,則每個噴嘴直徑:</p><p>  ==0.70(cm)</p><p&g

90、t;  5.3 鉆井水力參數(shù)設計結果</p><p>  表5-1 鉆井水力參數(shù)設計表</p><p><b>  注:三個等徑噴嘴</b></p><p>  第6章 注水泥設計</p><p>  6.1 水泥漿的排量的確定</p><p>  6.1.1 確定排量的計算公式</p&g

91、t;<p><b>  流性指數(shù) </b></p><p> ?。?-1) </p><p><b>  稠度系數(shù) </b></p><p><b> ?。?-2) </b></p><p>  式中 時測得的讀值,取20;</p>&

92、lt;p>  時測得的讀值,取15;</p><p><b>  環(huán)空臨界流速 </b></p><p><b>  (6-3) </b></p><p>  式中 水泥漿密度,</p><p>  環(huán)空臨界排量 </p><p><b>  (6

93、-4)</b></p><p><b>  實際排量 </b></p><p>  6.1.2 封固表層套管水泥漿排量</p><p>  n=0.45,K=0.23,,</p><p><b>  環(huán)空臨界流速 </b></p><p><b>

94、  =</b></p><p>  =0.444(m/s)</p><p><b>  環(huán)空臨界排量</b></p><p><b>  =</b></p><p>  =28.64(L/s)</p><p>  6.1.3 封固中間套管水泥漿排量</p&g

95、t;<p>  D1=24.45cm, D2=31.11cm</p><p><b>  環(huán)空臨界流速</b></p><p><b>  =</b></p><p><b>  =0.5(m/s)</b></p><p><b>  環(huán)空臨界排量<

96、;/b></p><p><b>  =</b></p><p>  =14.81 (L/s) </p><p>  6.1.4 封固油層套管水泥漿排量</p><p><b>  D2=20cm</b></p><p><b

97、>  環(huán)空臨界流速</b></p><p><b>  =</b></p><p>  =0.52(m/s)</p><p><b>  環(huán)空臨界排量</b></p><p><b>  =</b></p><p>  =8.38(L/

98、s) </p><p>  6.2 注水泥漿井口壓力</p><p>  6.2.1 井口壓力計算相關公式</p><p><b>  注水泥時壓力的計算</b></p><p><b>  井口壓力</b></p><p><b>

99、 ?。?-5)</b></p><p>  式中 套管內漿體流動壓力,;</p><p>  環(huán)空內漿體流動壓力,;</p><p>  環(huán)空內靜夜柱壓力,;</p><p>  套管內靜夜柱壓力,;</p><p><b> ?。?-6) </b></p>&l

100、t;p> ?。?-7) </p><p>  式中 套管或環(huán)空計算長度,</p><p><b>  管內、環(huán)空流速,</b></p><p>  分別為管內、外徑及井徑,</p><p><b>  內摩擦系數(shù) </b></p><p>

101、<b>  套管內雷諾數(shù)</b></p><p><b> ?。?-8)</b></p><p><b>  式中 </b></p><p><b>  --套管內徑,;</b></p><p>  V--套管內漿體流速,</p><p

102、><b>  漿體密度,</b></p><p><b>  套管外雷諾數(shù)</b></p><p><b>  (6-9)</b></p><p><b>  式中 </b></p><p>  D,d--井經,套管外徑,;</p>&

103、lt;p>  V--套管外漿體流速,</p><p><b>  漿體密度,</b></p><p>  摩阻系數(shù) </p><p>  f= (6-10)</p><p><b>  式中 </b></p&

104、gt;<p><b>  靜液壓力</b></p><p>  P=gH (6-9)</p><p>  式中 漿體密度,</p><p><b>  漿體高度,</b></p><p>  6.2.2表層套管注水泥漿井口壓力的確

105、定</p><p>  管內為清水,;清水密度,水泥漿密度為1.8g/cm3,鉆井液密度為1g/cm3。</p><p><b>  套管內流速 </b></p><p><b>  套管內雷諾數(shù)</b></p><p>  因此管內為紊流狀態(tài)。</p><p><b&

106、gt; ?。?lt;/b></p><p><b>  套管內漿體流動壓耗</b></p><p><b>  環(huán)空流體摩阻系數(shù)</b></p><p><b>  環(huán)空壓耗</b></p><p><b>  循環(huán)總壓耗。</b></p>

107、;<p>  6.2.3中間套管注水泥漿井口壓力的確定</p><p>  管內為清水,;部分為鉆井液,;清水密度,水泥漿密度1.8g/m3,鉆井液密度1.06g/m3。</p><p><b>  套管內流速 </b></p><p><b>  套管內雷諾數(shù)</b></p><p>

108、;  因此管內為紊流狀態(tài)。</p><p><b> ?。?lt;/b></p><p><b>  套管內漿體流動壓耗</b></p><p><b>  環(huán)空摩阻系數(shù)</b></p><p><b>  環(huán)空壓耗</b></p><p&g

109、t;<b>  環(huán)空總壓耗</b></p><p>  6.2.4 油層套管注水泥漿井口壓力的確定</p><p>  管內為清水,;部分為鉆井液,;清水密度,水泥漿密度1.8g/m3,鉆井液密度1.276g/m3。</p><p><b>  套管內流速 </b></p><p><b>

110、;  套管內雷諾數(shù)</b></p><p>  因此管內為紊流狀態(tài)。</p><p><b> ??;</b></p><p><b>  套管內漿體流動壓耗</b></p><p><b>  環(huán)空摩阻系數(shù)</b></p><p><b

111、>  環(huán)空壓耗</b></p><p><b>  循環(huán)總壓耗</b></p><p><b>  6.3 設計結果</b></p><p>  表6-1 注水泥設計參數(shù)表</p><p><b>  第7章 鉆井液設計</b></p><

112、p>  7.1鉆井液用量計算公式</p><p>  7.1.1井筒內鉆井液體積 </p><p>  井筒內鉆井液體積(7-1)</p><p>  式中:為井筒內鉆井液的體積,m;</p><p><b>  為井眼直徑,m;</b></p><p>  為第i段鉆桿的外徑、內徑,cm

113、;</p><p>  為第j段鉆桿的外徑、內徑cm;</p><p>  為第i段鉆桿長度,m;為第j段鉆鋌長度,m。</p><p><b>  安全余量</b></p><p><b> ?。?-2)</b></p><p><b>  所需鉆井液總體積<

114、;/b></p><p><b>  (7-3)</b></p><p>  7.2 鉆井液用量計算</p><p>  7.2.1 一開所需鉆井液體積及水和膨潤土用量的計算</p><p>  井筒內鉆桿內外對應鉆井液體積</p><p>  井筒內鉆鋌內外對應鉆井液體積</p>

115、;<p>  一開所需鉆井液總體積</p><p>  7.2.2 二開所需鉆井液體積及水和膨潤土用量的計算</p><p>  7.2.3 三開所需鉆井液體積及水和膨潤土用量的計算</p><p>  7.3 鉆井液用量及配置設計結果</p><p>  表7-1 鉆井液用量表</p><p><

116、b>  第八章 設計結果</b></p><p>  表2-1 井身結構設計表</p><p>  表3-12 套管柱設計參數(shù)表</p><p>  表4—1 鉆柱設計結果</p><p>  表5-1 鉆井水力參數(shù)設計表</p><p><b>  注:三個等徑噴嘴</b>&l

117、t;/p><p>  表6-1 注水泥設計參數(shù)表</p><p>  表7-1 鉆井液用量表</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)出版社,2001:319-330.</p><p>  [2] 屈東升. 石油工程

118、[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><p>  [5] 趙國珍.龔偉安. 鉆井力學基礎[M].北京:石油工業(yè)出版社,19

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