东北石油大学钻井工程课程设计(8)

东北石油大学本科生课程设计 喷嘴当量直径： dne?420.081?dQopC2?pb0.081×1.032×55.3621 =()4 =1.08（cm） 20.98×13.503若安装三个等径喷嘴，则每个喷嘴直径： dn?dne3=

1.083=0.62(cm)

(5)更换缸套直径，选择缸套直径为φ=160mm的型号为SL3NB—1300A的钻进泵两

台并联使用，因此额定排量为Qr=26.97×2=53.94 (L/s)，额定泵压为pr=24MPa。第一临界井深：

Dcr1?0.357prn? 1.8mQrm0.357×241.61×10-3- =

3.285×10-6×53.941.83.285×10-6 =1500m 第二临界井深： Dcr2?0.357prn? 1.8mQam0.357×241.61×10-3- =

3.285×10-6×37.91.83.285×10-6 =3267m

a、1172-1500井段，在第一临界井深之外，因此Qcp=Qr=53.94(L/s)。 钻头压降

Δpb=0.643×pr =0.643×24

=15.432（MPa）

钻头水功率

P53.94=832.4 (KW) b??pbQop=15.432×比水功率

Ps??Pb2dh =

4

喷嘴当量直径：

832.4=1.1 (KW/cm2)

3.14×31.112433

东北石油大学本科生课程设计 dne?420.081?dQopC2?pb0.081×1.258×53.9421 =()4 =2.11（cm） 20.98×15.432若安装三个等径喷嘴，则每个喷嘴直径： dn?

b、当调整Qcp=2×24.52=49.04 L/s时， 所对应的井深

Dw5=

dne3=

2.113=1.22(cm)

0.357Prn-

mQcp1.8m0.357×241.61×10-3 =-61.8--6 3.285×10×49.043.285×10 =1872m 已超过中间套管井段

钻头压降

Δpb=0.643×pr =0.643×24

=15.432（MPa）

钻头水功率

P49.04=756.8KW b??pbQop=15.432×比水功率

Ps??Pb2dh =

4 喷嘴当量直径： dne?4756.8=0.996 KW/cm2

3.14×31.112420.081?dQopC2?pb0.081×1.258×49.0421)4 =2.02（cm） =(20.98×15.432若安装三个等径喷嘴，则每个喷嘴直径： dn?dne3=

2.023=1.17(cm)

由于对二开进行钻进时用一种等径喷嘴直径，对上述的喷嘴进行求平均得

dne=(1.46+1.32+1.27+0.62+1.22+1.17)/6 =1.18cm

34

东北石油大学本科生课程设计 5.2.3 三开水力参数设计

3查得的已知参数：ρd=1.286g/cm，μpv=0.028Pa?s，B?0.51655，dpi=10.86cm，

dp?12.7cm，dc=12.07cm，dci=5.08cm，dh=20cm，Lc=320.25m，

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：

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φ=140mm的型号为SL3NB—1300A的钻进泵一台，额定排量为Qr=20.65L/s，额定泵压为pr=31MPa。 2 . 有关参数计算 由公式（5-4）可知

0.80.2Kg=0.51655ρdμpv(ππ22(dh-dp)vmin=(202-12.72)×0.6=11.22(L/s) 4040ππ22=(dh-dp)vmax=(202-12.72)×1.2=22.44(L/s) 4040L3L1L2L4+++4.84.84.8) d14.8d2d2d23013.716.812.2×0.0280.2(+++)

10.164.810.164.87.624.88.264.8

=0.51655×1.2860.8=0.65×10-3 由公式（5-6）可知

?B?0.575030.80.2?? K???L? cdpvc31.84.8d??dh?dc??dc?dh???ci?

=1.2860.8×0.0280.2×320.25[=0.0336

0.516550.57503+5.084.8(20-12.07)3(20+12.07)1.8]

由公式（5-7）可知

35

东北石油大学本科生课程设计 m???0.8d0.2pv??0.57503?B?? 31.84.8?dpi?dh?dp??dp?dh????=1.2860.8×0.0280.2[0.516550.57503+4.831.8]

10.86(20-12.7)(20+12.7)=4.96×10-6

由公式（5-8）可知

n?Kg?Kc?mLc

=0.65×10-3+0.0336-4.96×10-6×320.25 =0.0327

第一临界井深： Dprncr1?0.357mQ1.8?m r =0.357×313.27×10-24.96×10-6×20.651.8-4.96×10-6

=2995m 第二临界井深： Dprcr2?0.357mQ1.8?n am =0.357×314.96×10-6×11.221.8-3.27×10-24.96×10-6

=22452m

1800-1930井段在第一临界井深之外，因此Qcp=Qr=20.65L/s，钻头压降

Δpb=0.643×pr =0.643×31

=19.933（MPa）

钻头水功率

Pb??pbQop=19.933×20.65=411.62KW 比水功率

Ps?Pb? =

411.62.14=1,31 KW/cm23

4d2h4×20236

。 东北石油大学本科生课程设计

喷嘴当量直径： dne?420.081?dQopC2?pb0.081×1.286×20.6521 =()4 =1.23（cm） 20.98×19.933若安装三个等径喷嘴，则每个喷嘴直径： dn?dne3=

1.233=0.71(cm)

5.3 泵的设计结果

表5-1 泵的设计参数表

井段 （m） 0-500 500-545 545-607 607-910 910-1172 1172-1500 1500-1800 1800-1930 钢套直最大工泵 柴油机转额定排量径作压力（冲/分） 速（rpm） （L/s） （mm） （MPa） 180 170 170 170 170 160 160 140 19 21 21 21 21 24 24 31 120 104 96 88 80 88 80 88 1500 1300 1200 1100 1000 1100 1000 1100 93.08 72 66.42 60.88 55.36 53.94 49.04 20.65 泵型 2台SL3NB-1300A 2台SL3NB-1300A 2台SL3NB-1300A 2台SL3NB-1300A 2台SL3NB-1300A 2台SL3NB-1300A 2台SL3NB-1300A 1台SL3NB-1300A 表5-2 钻头水力参数设计表 井段 （m） 0-500 500-545 545-607 607-910 910-1172 1172-1500 钻头压降 （MPa） 12.217 13.503 13.503 13.503 13.503 15.432 钻头水功率（KW） 1137.16 972.2 896.9 822.1 747.5 832.4 37

比水功率喷嘴当量（KW/cm2） 直径（cm） 0.73 1.28 1.18 1.08 0.98 1.1 2.79 2.53 2.29 2.2 1.08 2.11 喷嘴直径（cm） 1.61 1.46 1.32 1.27 0.62 1.22

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