东北石油大学钻井工程课程设计(6)

东北石油大学本科生课程设计 比较三种安全校核知设计系数法计算的值最小，作为抗拉安全强度Fa=Fa2=1229.58(KN)。 则钻杆许用长度为

FaLp=KB-qcLc=qp1229.58-3-321.8×64.05×9.8×100.843

29.20×9.8×10-3 =4391m>1800m 满足。

4.2.3 三次开钻钻具组合

1. 钻铤长度的确定

由最小钻铤外径=2倍套管接箍外径-钻头直径，查《钻井工具手册》选择钻铤 螺纹形式 外径（mm） 内径(mm) 长度（m） 名义重量（kg/m） NC35-47 120.7 50.8 9.15 79 ρd1.25此时KB=1-=1-=0.84，最大钻压Wmax=18t，SN=1.15

ρs7.8则钻铤长度为Lc=n=SNWmax1.15×18×1000==312m，所用根数为 qcKB0.84×79312=34.1（根） 9.15从而实际用35根钻铤，钻铤实际长度为Lc=9.15×35=320.25m。 2. 钻杆长度计算及安全校核

钻杆长度Lp=D-9.15×n-0.5=1930-9.15×35-0.5=1609.25 m,考虑到5m钻井口袋,钻

杆总长1614.25m,根数n=1614.25=161.425(根)，实际取161根，方入4.25m。 10查《钻井工具手册》旧，一级选择钻杆 钢级 外径（mm） 内径(mm) 长度（m） 名义重量（kg/m） G 127 108.6 10 29.20 安全系数为St=1.18。 计算最大安全静拉载荷为： a、安全系数法Fa1=抗拉强度(KN) 1940 0.9FySt=0.9×1940=1479.66KN

1.18b、设计系数法：

σyσt=1.42

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东北石油大学本科生课程设计 0.9Fy0.9×1940Fa2===1229.58(KN)σ1.42y σt c 、拉力余量法：取拉力余量MOP=250KN

Fa3=0.9Fy-MOP N=0.9×194-0250=1496(K比较三种安全校核知设计系数法计算的值最小，作为抗拉安全强度

Fa=Fa2=1229.58(KN)。 则钻杆许用长度为

FaLp=KB-qcLc=qp1229.58-3-79×320.25×9.8×100.84

29.20×9.8×10-3 =4039m>1930m 满足。

4.3 钻柱设计结果

表4—1 钻柱设计结果

项目 井段 （m） 0-500 500-1800 1800-1930 钻头尺寸（mm） 444.5 311.1 200 钻铤外径（mm） 279.4 241.3 120.7 钻铤长度 钻杆外径（m） （mm） 18.3 64.05 320.25 127 127 127 钻杆长度（mm） 486.12 1740.45 1614.25 一开 二开 三开

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东北石油大学本科生课程设计 第5章 钻井水力参数的设计

5.1 钻井水力参数的计算公式

5.1.1 确定最小排量

Va?0.6m/s

Qπ22a?40?dh?dp?va 式中：Va为最低环空返速，m/s；

dh,dp分别为井径和钻柱外径，cm； Qa为携岩屑的最小排量，L/s。

5.1.2 获得最大钻头水功率时临界井深计算公式

1. 第一临界井深

Dcr1?0.357prmQ1.8?n rm式中：p为泵的额定压力，MPa； Q为额定排量，Ls； n和m为相关系数。

2. 第二临界井深

Dcr2?0.357prmQ1.8?n am式中：Qa为使岩屑上返的最小泵排量，Ls；

5.1.3 有关压耗系数计算公式

K0.80.21L2g?0.516?5d5??Lpv?4.8?d4?L3L4??d.81d?4d.8? 4.8234?

? K0.80.2B0.57503?p??d?pvLp??4.8?31.8? ?dpi?dh?dp??dp?dh???25

5-1）

5-2）5-3）5-4）5-5） （ （ （ （

（ 东北石油大学本科生课程设计 ?B?0.57503? （5-6）? Kc???L? 31.8d??dh?dc??dc?dh????0.8d0.2pvc4.8ci m???0.80.2dpv4.8pi??B0.57503?? （5-7） ?31.8?d??dh?dp??dp?dh??? n?K L （5-8）g?Kc?m c式中：?d为钻井液密度,gcm3；

?pv为钻井液塑性粘度,Pa?s；

L1、L、L、L4d1、d2、d3、d423和分别为地面高压管线、立管、水龙带、方

L为钻杆总长度,m；

钻杆的长度和内径，长度单位为m，内径单位为cm。

B为常数，内平钻杆取B； ?0.51655

dp为钻杆内径,cm；

d为钻杆外径,cm；

dh为井径,cm； 为钻铤长度，m； Lc d为钻铤外径,cm； dc为钻铤内径,cm；

5.2 水力参数计算

5.2.1 一开水力参数设计

3 查得的已知参数：ρd=1.006g/cm，μpv=0.018Pa?s，B?0.51655，dpi=10.86cm，

dp?12.7cm，dc=27.94cm，dci=7.62cm，dh?44.45cm，Lc=18.3m，

C?0.98，L1=30m，L2=13.7m,L3=16.8m,L4=12.2m d1=10.16cm,

d2=10.16cm, d3=7.62cm. d4=8.26cm

1. 确定最小排量、最大允许排量及选泵：

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东北石油大学本科生课程设计 已知 环空最小返速va?0.6m/s,最大返速vmax?1.2m/s。 最小排量：Qmin 最大排量：Qmax

选择缸套直径为??180mm的型号为SL3NB—1300A的钻进泵两台并联使用，因此额定排量为Qr=2×46.54=93.08L/s，额定泵压为pr?19MPa。 2 . 有关参数计算 由公式（5-4）可知

ππ22=(dh-dp)vmin=(44.452-12.72)×0.6=85.2(L/s) 4040ππ22=(dh-dp)vmax=(44.452-12.72)×1.2=170.4(L/s) 4040L3L1L2L4Kg=0.51655ρμ(4.8+4.8+4.8+4.8)

d1d2d2d20.8d0.2pv=0.51655×1.006=0.49×10-3

0.83013.716.812.2×0.018(+++)

10.164.810.164.87.624.88.264.80.2

由公式（5-6）可知

?B?0.57503? Kc???Lc?4.8?31.8d??dh?dc??dc?dh???ci?0.8d0.2pv =1.006×0.018=2.485×10-4

0.80.2×18.3[0.516550.57503+7.624.8(44.45-27.94)3(44.45+27.94)1.8]

由公式（5-7）可知

m???0.8d0.2pv??B0.57503?? ?31.84.8?dpi?dh?dp??dp?dh????=1.0060.8×0.0180.2[=2.486×10-6

由公式（5-8）可知

n?Kg?Kc?mLc

0.516550.57503+10.864.8(44.45-12.7)3(44.45+12.7)1.8]

10+2.485×10-2.486×10×18.3 =6.93×10 =0.49×-3-4-6-4

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