1．某井用Φ127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，Φ184.20mm 钻铤
(1737N/m )60m 、Φ158.8mm 钻铤(1328N/m )100m 及Φ216mm 钻头，钻井液密度1.2 g/cm 3 。钻进时加钻压180kN ，套管钢材密度为7.8g/cm 3，求中性点位置。（10分）
[解]：① =-=s
m f K ρρ10.846 ② =11c c f L q K 88.17千牛<180千牛，
故中性点落在Φ158.8mm 的钻铤上
③设中性点高度（距井底距离）为N L 米 21
11c f c c f c N q K L q K P L L -+==60+81.736=141.736米
2．某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某一井深时的泵压为18MPa ，所用排量为30 l/s ，钻井液密度为1.3g/cm 3。此时循环系统的循环压耗系数K l =0.0223MPa(l/s)1.8。已知钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。试判断：此时钻头上喷嘴直径是多大?（14分）
[解]： ①8.1Q K P l l ?==10.19MPa
②由l b S P P P +=
得：81.7=-=l s b P P P MPa
③由422022
081.005.0e b Cd Q A C Q P ρρ==
得：4229081.0b P C Q d ρ==1.1cm = 11mm
3．某井使用密度为1.3g/cm 3的钻井液钻至3800m 时发生井涌，关井后求得关井
立管压力为4MPa ，关井套管压力为5.5MPa 。
（1）求压井用的钻井液密度；
（2）已知上一层套管下深2500m ，该处地层破裂压力的当量密度为
1.98g/cm 3，假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求允许的最大关
井套压。（12分）
解：（1）压井所需要的钻井液密度：
407.13800
00981.043.100981.01=?+=+=D p sp
d d ρρg/cm 3 （2）允许的关井套压max i p
t f t d i D D p ρρ00981.000981.0max ≤+
故 ()
68.16)3.198.1(00981.000981.0max =-=-≤d f i p ρρMPa 4．某井钻至2400m 井深时，测得井斜角30?，井斜方位角100?。使用具有一定
造斜率的弯外壳马达继续钻进120m 后，测得井斜角35?，井斜方位角75?。现打
算利用该造斜工具再继续钻进某一深度后使井斜角达到40?，井斜方位角达到
50?。求此时造斜工具的装置角应该为多少（不考虑反扭角）？扭方位的井段长
度为多少？（14分）
解：?ααααγ?+=cos sin sin cos cos cos 22211
=cos30?cos35?+sin30?sin35?cos(75?-100?)=0.969
γ1=14.23?
56.3120
23.1430301=?=?=D K C γ(?/30m) ?ααααγ?+=cos sin sin cos cos cos 22211
=cos35?cos40?+sin35?sin40?cos(50?-75?)=0.962
γ = 15.92?
1397.0sin sin cos cos cos cos 121=-=γ
ααγαω ??=50?-75?=-25?
∴ω=-arccos0.1397=-81.97?
16.13456.392.153030=?==?C m K D γm
5.某井钻进至井深3000m 处发生井涌，此时所用钻井液密度为1.20g/cm 3，关井立管压力为
5.0MPa ，关井套管压力为
6.5 MPa ，求：
（1） 产层的地层压力P P ；
（2） 压井应该用的钻井液密度；
答案： （1）316.40530002.100981.0=+??=p P （MPa ）
（2）ρk =40.316/3000/0.00981 =1.37（g/cm 3
） 6．某井用Φ127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，Φ184.20mm 钻铤(1737N/m )60m 、Φ158.8mm 钻铤(1328N/m )100m 及Φ216mm 钻头，钻井液密度1.2 g/cm 3 。钻进时加钻压180kN ，套管钢材密度为7.8g/cm 3，求中性点位置。（10分）
[解]：① =-=s
m f K ρρ10.846
② =11c c f L q K 88.17千牛<180千牛，
故中性点落在Φ158.8mm 的钻铤上
③设中性点高度（距井底距离）为N L 米 21
11c f c c f c N q K L q K P L L -+==60+81.736=141.736米
7．某井使用密度为1.3g/cm 3的钻井液钻至3800m 时发生井涌，关井后求得关井
立管压力为4MPa ，关井套管压力为5.5MPa 。
（1）求压井用的钻井液密度；
（2）已知上一层套管下深2500m ，该处地层破裂压力的当量密度为
1.98g/cm 3，假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求允许的最大关
井套压。（12分）
解：（1）压井所需要的钻井液密度：
407.13800
00981.043.100981.01=?+=+=D p sp
d d ρρg/cm 3 （2）允许的关井套压max i p
t f t d i D D p ρρ00981.000981.0max ≤+
故 ()
68.16)3.198.1(00981.000981.0max =-=-≤d f i p ρρMPa
8．（10分）某井用12.25in 钻头钻进至2000米，钻井液密度为1.25g/cm3，钻压为180kN ，
井斜角为6o，钻具组合为：9in 钻铤（qc=2847N/m ）27m + 7in 钻铤（qc=1606N/m ）54m + 6.5 in 钻铤（qc=1362N/m ）81m+5in 钻杆1838m ， 求中性点所处的井深。（钻柱钢材密度按7.8g/cm 3计算）
解:．设中性点落在6.5in 钻铤上，高度为x 米 根据中性点的定义，有： []1806cos 847.227606.154362.1)8
.725.11(=??+?+-
x 解得： m x 086.38= 中性点井深为：m D N 914.1880086.3827542000=---=
9．（12分）某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到井深2000m 时，排量为30L/s ，循
环压耗为5Mpa ，钻进到2500m 时所用排量为28L/s ，循环压耗为5.5Mpa 。现计划保持排量不变，用18MPa 的泵压钻到3000米，钻井液密度为1.3g/cm 3，钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。 试设计喷嘴直径。
解:（1）求循环压耗系数a m ,：
5
.528)2500(5
30)2000(8.18.1=?+=?+a m a m
解得：4610986.110385.5--?=?=a m ，
（2）求3000米处的循环压降
)(584.63000)10986.1300010385.5(46MPa p L =??+??=--?
（3）求钻头压降：
)(416.11584.618MPa p b =-=?
（4）求喷嘴直径： =???=2
2
296.0416.11283.1081.0ne d 2.801（cm 2） )(966.032cm d d ne i ==
10．（13分）某井使用密度为1.35g/cm 3的钻井液钻至3800m 时发生井涌，关井后求得关
井立立管压力为4MPa ，关井套管压力为5.5MPa 。
（1）求地层压力；
（2）求压井用的最小钻井液密度；
（3）已知上一层套管下深2500m ，该处地层破裂压力试验时钻井液密度为1.20g/cm 3，
漏失压力P L =10.5MPa ，开裂压力P R =11.8MPa ，传播压力P rRo =10.2MPa ，假设侵入井眼的
地层流体还没有上窜到套管环空内，求不发生井漏允许的最大关井套压。
解:（1）求地层压力：
)(325.54380035.100981.04MPa p p =??+=
（2）求压井最小钻井液密度：
)/(457.13800
00981.0435.131cm g d =?+=ρ
（3）求最大允许关井套压：
25002.100981.05.10250035.100981.0m ax ??+=??+a p
解得：MPa p a 821.6m ax =
11．(13分)某井下套管至1000m 后固井做漏失试验，测得漏失压力为P L =6.9MPa ，此时井内钻井液密度为1.15g/cm 3。再次开钻后继续钻进至井深3000m 处发生井涌，此时井内钻井液密度为1.2g/cm 3，关井立管压力为5MPa ，套管压力为6.5 MPa ，假设此时环空内钻井液密度均匀，
求：（1）产层的地层压力P P ；（2）压井应该用的钻井液密度；
（3）最大允许关井套压。
. [解]：①4031681.9=+=H P P m d p ρkPa
②37.13000
81.94031681.91=?==H P p
m ρg/cm 3 ③5.1818181.9111000=+=H P P m L f ρkPa
环空内钻井液平均密度为 149.181.9=?-=H P P a
p a ρ g/cm 3
则最大关井立管压力为
8.690981.911000m ax =-=H P P a f a ρ kPa = 6.9098MPa
12．（11分）A 井用动力钻具+弯接头定向钻进，钻至1500m 测斜知道：1α=12°,1φ=80°。继续钻进至1800m ，测斜得：2α=16°，2φ=150°。现拟用该造斜工具在保持变井斜角不变的情况下将方位扭转到3φ=120°，求造斜工具的装置角和扭方位井段长度。
[解]：① [] 19.8cos sin sin cos cos cos 323213=?+=-φααααγ ②
()()[] 44.104sin sin /cos cos cos cos 323321±=-±=-γααγαω
因为：3φ=120°<2φ=150°
所以： 54.25544.104=-=ω
③ [] 290.16cos sin sin cos cos cos 212112=?+=-φααααγ
0543.0/22=?=L K γ/m
④ )(829.150/33m K L ==?γ
13．（11分）某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某一井深时的泵压为18MPa ，所用排量为30 L/s ，钻井液密度为1.3g/cm 3。已知钻头上使用3个11mm 的等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。
试求：此时循环系统的循环压耗系数K l 。
．[解]： ①851.241320=?=d A πcm 2
②81.705.02022
==A C Q P b ρMPa
③由l b S P P P +=
得：19.10=-=b s l P P P MPa
④由8.1Q K P l l ?=得： 0223.08.1==Q P K l l MPa(l/s)1.8
14．某井钻至4000m 处发生井涌，此时钻井液密度为1.2g/cm 3，关井立管压力5MPa ，套压
6.5MPa ，
求：（1）地层压力； （2）求压井用的钻井液密度；
（3）已知上一层套管下深2500m ，此处地层破裂压力当量泥浆密度为1.98g/cm 3，求
允许最大关井套压；
（4）推荐使用的压井方法。
[解]：①5208881.9=+=H P P m d p ρkPa
②327.14000
81.95208881.91=?==H P p
m ρg/cm 3 ③5.4855981.912500==H P e f ρkPa
环空内钻井液平均密度为 162.181.9=?-=H P P a
p a ρ g/cm 3
则最大关井立管压力为
45.2006181.912500m ax =-=H P P a f a ρ kPa = 20.061MPa
④推荐使用司钻法，即两周循环压井法：第一周用原浆循环，第
二周用配好的重钻井液。
15．某井用Φ127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，Φ158.8mm 钻铤(1328N/m )150m 及Φ212mm 钻头，钻井液密度1.2 kg/l 。钻进时加钻压180kN ，求中性点位置。
[解]：① =-=s
m f K ρρ10.846 ② =c c f L q K 164千牛<180千牛，故中性点落在钻杆上
③设中性点高度（距井底距离）为N L 米 p f c
c f c N q K L q K P L L -+==200.786米
16．某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某一井深时的泵压为18MPa ，所用排量为30 l/s ，钻井液密度为1.3g/cm 3。此时循环系统的循环压耗系数K l =0.0223MPa(l/s)1.8。已知钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。
试判断：此时钻头上喷嘴直径是多大?
[解]： ①8.1Q K P l l ?==10.19MPa
②由l b S P P P +=
得：81.7=-=l s b P P P MPa
③由422022
081.005.0e b Cd Q A C Q P ρρ==
得：4229081.0b P C Q d ρ==1.1cm = 11mm
17、（12分）某井“二开”拟采用4
112”钻头钻进，并用塔式钻具防斜，井斜角控制在3°以内。设计钻压160KN ，钻井液密度1.2 g/cm 3。现已选用钻铤：9”（q c1=2860N/m ）27米，7”钻铤（q c2=1632N/m ）54米，还需多长的4
16”钻铤（q c3=1362N/m ）。（安全系数取1.20，钻铤钢材密度取7.8 g/cm 3）。
1、 解题要点：
（1）846.08
.72.11=-=f K （2）αcos )(332211L q L q L q K W S c c c f N ++=
（3） 46.453=L 米，取6根钻铤共54米。
18、（12分）某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某一井深时的泵压为18MPa ，所用排量为30 l/s ，钻井液密度为 1.3g/cm 3。此时循环系统的循环压耗系数K l =0.0223MPa(l/s)1.8。已知钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。试判断：此时钻头上喷嘴直径是多大?
2、解题要点
（1）165.10300223.08.1=?=?l P MPa
（2）b p ?=18-10.165=7.835 MPa
（3）903.1835.796.0303.1081.0422
=???=e d
（4）11=i d （mm ）
19、（13分）某井钻至2600米井深时，测得井斜角35°，井斜方位角75°。
现打算利用造斜率为3.6°/30m 的弯外壳马达继续钻进某一深度后使井斜角达到
40°，井斜方位角达到50°。求造斜工具的装置角应该为多少（不考虑反扭角）？
扭方位的井段长度为多少？
3、解题要点
（1）φααααγ?+=cos sin sin cos cos cos 2121
92.15=γ度
（2）)sin /(sin )cos cos (cos cos 121γααγαω-=
82-=ω（度）
（3）7.13230*6.3/92.15==?L （米）
20、(13分)某井下套管至1000m 后固井做漏失试验，测得漏失压力为P L =6.9MPa ，此时井内钻井液密度为1.15g/cm 3。再次开钻后继续钻进至井深3000m 处发生井涌，此时井内钻井液密度为1.2g/cm 3，关井立管压力为5MPa ，套管压力为6.5 MPa ，假设此时环空内钻井液密度均匀，求：（1）产层的地层压力P P ；（2）压井应该用的钻井液密度；（3）最大允许关井套压。
4、解题要点
（1）316.40530002.100981.0=+??=p P （MPa ）
（2）ρ=40.316/3000/0.00981=1.37（g/cm 3）
（3）MPa p a 7.6m ax =(解题过程略)
21、（12分）某井准备用2
18”牙轮钻头从2000米钻进至2500米。钻井泵的排量为30升/秒，泵压为18MPa 。进行循环压耗试验得：m=5.5×10-6，a=5.7×10-3。钻井液密度为1.15 g/cm 3。试计算钻头水力参数（计算井深取2500米）。 1、解：
（1）866.830)10*7.52500*105.5(8.136=?+?=?--l p MPa
（2）134.9)866.818(=-=?b p MPa
30
*134.9=b P =274.02 kw 22、（15分）某井在二开钻至井深2500米处发生井涌，当时钻井液密度为
1.25g/cm 3 ，随即关井测压，测得关井立管压力为5MPa ，关井套管压力为
5.85MPa 。已知表层套管下深1050米，套管鞋处的地层破裂压力梯度为
1.95g/cm 3 。求：
（1）压井所需要的钻井液密度；
（2）在长期关井且不放气的情况下井底可能达到的最高压力。
解：
（1）316.40530002.100981.0=+??=p P （MPa ）
（2）ρ=40.316/3000/0.00981=1.37（g/cm 3）
（3）MPa p a 7.6m ax =(解题过程略)
23、（13分）某井用动力钻具+弯接头定向钻进，钻至1500m 测斜知道：
1α=12°，1φ=80°。继续钻进至1800m ，测斜得：2α=16°，2φ=150°。现
拟用该造斜工具在保持井斜角不变的情况下将方位扭转到3φ=120°，求造斜
工具的装置角（不考虑反扭角）和扭方位井段长度。
解：
（1）φααααγ?+=cos sin sin cos cos cos 2121
92.15=γ度
（2）)sin /(sin )cos cos (cos cos 121γααγαω-=
82-=ω（度）
（3）7.13230*6.3/92.15==?L （米）
24、(10分)某井用Φ127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，Φ184.20mm 钻铤(1737N/m )60m 、Φ158.8mm 钻铤(1328N/m )100m 及Φ216mm 钻头，钻井液密度1.2 g/cm 3 。钻进时加钻压180kN ，套管钢材密度为7.8g/cm 3，求中性点位置。
解
（1）846.08
.72.11=-=f K （2）180)737.160328.1(846.0=?+??x
149.69=x 米
149.12960149.69=+=N L 米
25．(15分)某井下套管至1000m 后固井做漏失试验，测得漏失压力为P L =6.9MPa ，此时井内钻井液密度为1.15g/cm 3。再次开钻后继续钻进至井深3000m 处发生井涌，此时井内钻井液密度为1.2g/cm 3，关井立管压力为5MPa ，套管压力为6.0 MPa ，假设此时环空内钻井液密度均匀，
求：（1）产层的地层压力P P ；（2）压井应该用的钻井液密度；
（3）最大允许关井套压。
[解]：①4031681.9=+=H P P m d p ρkPa
②37.13000
81.94031681.91=?==H P p
m ρg/cm 3 ③5.1818181.9111000=+=H P P m L f ρkPa
环空内钻井液平均密度为 149.181.9=?-=H P P a
p a ρ g/cm 3
则最大关井立管压力为
8.690981.911000m ax =-=H P P a f a ρ kPa = 6.9098MPa
26．（15分）A 井用动力钻具+弯接头定向钻进，钻至1500m 测斜知道：1α=12°，1φ=80°。继续钻进至1800m ，测斜得：2α=16°，2φ=150°。现拟用该造斜工具在保持井斜角不变的情况下将方位扭转到3φ=120°，求造斜工具的装置角和扭方位井段长度。
[解]：① [] 19.8cos sin sin cos cos cos 323213=?+=-φααααγ
②()()[] 44.104sin sin /cos cos cos cos 323321±=-±=-γααγαω
因为：3φ=120°<2φ=150°
所以： 54.25544.104=-=ω
③ [] 290.16cos sin sin cos cos cos 212112=?+=-φααααγ
0543.0/22=?=L K γ/m
④ )(829.150/33m K L ==?γ
25．（15分）1．某井用Φ127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，Φ184.20mm 钻铤(1737N/m )60m 、Φ158.8mm 钻铤(1328N/m )100m 及Φ216mm 钻头，钻井液密度 1.2 g/cm 3 。钻进时加钻压180kN ，套管钢材密度为7.8g/cm 3，求中性点位置。
[解]： ①851.24
1
320=?=d A πcm 2
②81.705.02022
==A C Q P b ρMPa
③由l b S P P P += 得：19.10=-=b s l P P P MPa ④由8.1Q K P l l ?=得： 0223.08.1==Q P K l l MPa(l/s)1.8
第四节 钻井常用计算公式 、井架基础的计算公式 （一） 基础面上的压力 nQ O +Q P 基= 4 式中：P 基——基础面上的压力，MPa ； n ----- 动负荷系数（一般取 1.25~1.40）； Q O 天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ； Q B ——井架重量，t ； （二） 土地面上的压力 P 地=卩基+W 式中：P 地——土地面上的压力， MPa; P 基——基础面上的压力， MPa; W ――基础重量，t （常略不计） （三）基础尺寸 1、顶面积F i = 式中：F i 基础顶面积，cm2 ； B 2―― 土地抗压强度，MPa ； P 地——土地面上的压力， MPa 。 3、基础高度 式 中： H ――基础高度，m ; 2 F2、F1分别为基础的底面积和顶面积， cm ； P 基——基础面上的压力， MPa ； B 3 混凝土抗剪切强度（通常为 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式B i ――混凝土抗压强度（通常为 28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积 式中：F 2 F 2= 2 基础底面积，cm ；
配合比为1 ： m ： n=水泥：砂子：卵石。根据经验公式求每 1m 3混凝土所需的各种材料如下: 1 一 □［十 n 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表 1-69。 混凝土 用途 体积 配合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子 每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 3 m 石子 3 m 水泥 kg 石子 3 m 混凝 土 3 m 水泥 kg 砂子 3 m 混凝 土 3 m 砂子 3 m 石子 3 m 混凝 土 3 m 1?坚硬土壤上的井 架 脚，小基墩井架 脚，基墩的上部 分。 1 ：2 : 4 335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2?厚而大的突出基 墩。 1 ：2.5 ： 5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.6 3 3?支承台、浇灌坑 穴 及其他。 1 ：3 ：6 234 0.46 0.93 504 2 2.15 25 3 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4?承受很大负荷和 冲 击力的小基墩。 1 ：1 ： 2 585 0.39 0.78 1500 2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 5?承受负荷不大的 基 墩。 1 ：4 : 8 180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率 式中：G ab ――测量点a 和b 间井段的井斜全角变化率，（° /30m ； 水泥=2340 l+m+n kg g 5）：十△購朋亦
钻井液常用计算 一、水力参数计算：(p196-199) 1、地面管汇压耗： Psur=C×MW×(Q/100)1.86×C1 Psur---地面管汇压耗，Mpa（psi）； C----地面管汇的摩阻系数； MW----井内钻井液密度，g/cm3(ppg); Q----排量，l/s(gal/min); C1----与单位有关的系数，当采用法定法量单位时，C1＝9.818；当采用英制单位时，C1＝1； ①钻具内钻井液的平均流速： V1=C2×Q/2.448×d2 V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)； Q-------排量，l/s(gal/min); d-------钻具内径，mm(in)； C2------与单位有关的系数。当采用法定计量单位时，C2＝3117采用英制单位时，C2＝1。 ②钻具内钻井液的临界流速 V1c=(1.08×PV＋1.08(PV2＋12.34×d2×YP×MW×C3)0.5)/MW×d×C4 V1c -------钻具内钻井液的临界流速，m/s(ft/s)； PV----钻井液的塑性粘度，mPa.s(cps); d------钻具内径，mm(in) MW----钻井液密度，g/cm3(ppg); C3、C4------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C3＝0.006193，C4＝1.078；采用英制单位时，C3＝1、C4＝1。 ③如果≤V1c，则流态为层流，钻具内的循环压耗为 P p=C5×L×YP/225×d＋C6×V1×L×PV/1500×d2 ④如果V1>V1c，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为 P p=0.0000765×PV0.18×MW0.82×Q1.82×L＋C7/d4.82 P p---钻具内的循环压耗，Mpa(psi); L----某一相同内径的钻具的长度，m(ft)； V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)； d------钻具内径，mm(in) MW----钻井液密度，g/cm3(ppg); Q-------排量，l/s(gal/min);
常 用 公 式 一、配泥浆粘土用量 二、加重剂用量 W 加=) ()(加重后加重剂原浆加重后泥浆量 加重剂 ρρρρρ V 三、稀释加水量 Q 水=) ()(水稀释后稀释后原浆原浆量 水ρρρρρ V 四、泥浆上返速度 V 返=) d (7.122 2钻具井径 D Q 五、卡点深度 (1) L=9.8ke/P (㎝、KN) (2)L=ｅEF/105P=Ke/P (㎝，t ，K=21F=EF/105 ，E=2.1×106 ㎏/㎝2) 5” 壁厚9.19 K=715 3 1/2壁厚9.35 K=491 ) ()(水土水泥浆泥浆量 土土ρρρρρ V W
六、钻铤用量计算 L t. =m.q.k p 式中p ---钻压，公斤, q --钻铤在空气中重,量公斤／米， K ---泥浆浮力系数， L t ---钻铤用量, 米, m---钻铤附加系数（１．２至１．３） 七、 泵功率 N=7.5 Q p （马力） 式中p －实际工作泵压（k g /cm 2）, Q –排量（l /s ） 八、钻头压力降 p 咀=4 e 22 d c Q .827.0ρ （kg /cm 2） 式中ρ－泥浆密度（g /cm 3）, Q –排量（l /s ）, C ---流量系数（取０．９５－０．９８５） d e ---喷咀当量直径（cm ），d e ＝2 3 2221 d d d 九、喷咀水功率 N 咀=7.5 Q p 咀＝4 e 23 d c Q .11.0 十、喷射速度过 v 射=2 e d Q 12.74c 十一、冲击力 F 冲 =2 e 2 d Q .12.74ρ 十二、环空返速V= 2 2 d D Q 12.74- 式中ρ－泥浆密度（g /cm 3）, Q –排量（l /s ）, C ---流量系数（取０．９５－０．９８５） d e ---喷咀当量直径（cm ），d e ＝ 2 3 2221 d d d ++ 十三、全角变化率—“井眼曲率”公式 COS ⊿E=COSa 1 COSa 2+Sina 1 Sina 2COSB 或⊿E=（a 12+ a 22-2 a 1 a 2 COSB ）1/2
配制钻井液几种常用计算公式 一、 配制水基钻井液所需材料的计算 1 配制定量、定密度的水基钻井液所需的粘土量 已知：钻井液重量＝粘土重量＋水重量 其中：钻井液重量＝11V ρ 粘土重量＝22V ρ 水的重量＝33V ρ 所以： 332211ρρρV V V += (1) 因为： 213V V V -= (2) (2)代入（1）则得: 整理后 ()322112ρρρρ--= V V …………………………(3) 又因 22ρW V = (4) (4)代入（3）整理后 W －粘土重量；V 1-钻井液体积；V 2-粘土体积；V 3-水体积； 1ρ－钻井液密度；2ρ－粘土密度；3ρ－水的密度； 2 配制定量、定密度的水基钻井液所需的水量 水量＝欲配钻井液体积－所需粘土体积 其中：粘土密度 粘土重量所需粘土体积＝ 二、 调整钻井液密度所需材料 1 加重钻井液所需加重材料数量计算
（1）定量钻井液加重时所需加重材料的计算： 式中 W －加入的加重材料重量； 浆V －原浆体积； 1ρ－原浆密度； 2ρ－欲配的钻井液密度； 3ρ－加重材料的密度； （2）配制定量加重钻井液时所需加重材料的计算： 式中 W-所用加重材料的重量； V －欲配的钻井液体积； 1ρ－原浆密度； 2ρ－欲配的钻井液密度； 3ρ－加重材料的密度； 2 降低钻井液密度所需水量（或低密度钻井液量）之计算 式中 V －降低密度时需要的水量； 浆V －原浆体积； 1ρ－原浆密度； 2ρ－加水稀释后的钻井液密度（即要求的钻井液密度）。 三、 钻井液的循环容积 1 井筒容积计算(即井内钻井液量计算) （1）经验式 井眼内的钻井液量()2 1000/31井径井径＝井段?m m V
钻头水利参数计算公式： 1、 钻头压降：d c Q P e b 42 2 827ρ= （MPa ） 2、 冲击力：V F Q j 02.1ρ= (N) 3、 喷射速度：d V e Q 201273= (m/s) 4、 钻头水功率：d c Q N e b 42 3 05.809ρ= （KW ） 5、 比水功率：D N N b 21273井 比 ＝ (W/mm 2) 6、 上返速度：D D V Q 2 2 1273杆 井 返＝ - （m/s ） 式中：ρ－钻井液密度 g/cm 3 Q －排量 l/s c －流量系数，无因次，取0.95～0.98 d e －喷嘴当量直径 mm d d d d e 2 n 2 22 1+?++= d n ：每个喷嘴直径 mm D 井、D 杆 －井眼直径、钻杆直径 mm 全角变化率计算公式： ()()?? ? ???+?+ ?= -?-?225sin 2 2 2 b a b a b a L K ab ab ?? 式中：a ? b ? －A 、B 两点井斜角；a ? b ? －A 、B 两点方位角
套管强度校核： 抗拉：安全系数 m ＝1.80（油层）；1.60～1.80（技套） 抗拉安全系数＝套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥1.80 抗挤：安全系数：1.125 10 ν泥挤 H P = 查套管抗挤强度P c ' P c '/P 挤 ≥1.125 按双轴应力校核： H n P cc ρ10= 式中：P cc －拉力为T b 时的抗拉强度（kg/cm 2） ρ －钻井液密度（g/cm 3） H －计算点深度（m ） 其中：?? ? ? ?--= T T K P P b b c cc K 2 2 3 T b ：套管轴向拉力（即悬挂套管重量） kg P c ：无轴向拉力时套管抗挤强度 kg/cm 2 K ：计算系数 kg σs A K 2= A ：套管截面积 mm 2 σs ：套管平均屈服极限 kg/mm 2 不同套管σs 如下： J 55：45.7 N 80:63.5 P 110:87.9
钻井常用公式 钻井常用公式 （一）机泵条件——泵的最大允许输出功率N允泵=N额×η机×η容 N允泵——泵的最大允许输出功率（马力） N额——泵的额定功率（马力） η机——机械效率（80%-85%） η容——容积效率（80%） （二）泵的实用功率 N实= N实——泵的实用功率（马力） P总——总泵压（kg/cm2） Q——排量（升/秒） （三）压力分配关系 P总=P循+P嘴（kg/cm2） P循——循环系统压力损耗（kg/cm2） P嘴——喷嘴压降（kg/cm2） （四）喷嘴压力降 P嘴=0.82ρQ2 C2de4(kg/cm2) ρ——泥浆密度（g/cm3） C——流量系数（0.95-0.985） de——喷嘴当量直径（cm） Q——排量（L/S） （五）循环系统压力损耗 P循环=KρQ2(kg/cm2) K=压力损失系数 ρ——泥浆密度（g/cm3） （六）喷嘴水功率 N嘴=0.11ρQ3 C2de4（马力） （七）喷射速度 V嘴=12.74CQ de2(m/s) （八）射流冲击力 F冲=nρf0V2嘴（N） n——喷嘴数目 ρ——泥浆密度（g/cm3） f0——每个喷嘴的横截面积(cm2) V2嘴——嘴射速度（m/s） （九）返回速度 V返=12.74Q D2井-D2杆(m/s)
V返——返回速度（m/s） Q——排量（L/S） D井——井径（cm） D杆——钻杆外径（cm） 二、各种地层压力 （一）孔隙压力 Pp=Wf*Dv*0.1(kg/cm2) Wf——地层水平均密度(kg/m3) Dv——该点到水平面的垂直高度(m) （二）静液柱压力 Ph=0.1ρH （三）上覆岩层压力 Po=0.1H[(1-K)rm+Kρ]（kg/cm2） H ——垂直深度（m） K——岩石孔隙度（%） rm——岩石基质的比重(g/cm3) ρ——岩石孔隙度中流体的比重（g/cm3) 三、压井基本数据 （一）关井立管压力：Pd Pd+Pmd=Pp=Pa+Pma Pd——关井立管压力 Pmd——钻杆内泥浆柱压力 Pp——地层压力 Pa——关井套压 Pma——环空内受侵泥浆柱压力 Pp=Pd+0.1ρH H——井深(m) （二）压井所需泥浆的新比重 ρm l=10(Pp+Pc) H (g/cm3) Pp——地层流体压力(g/cm2) Pe——附加压力 （三）压井循环时立管总压力Pt Pt=Pd+Pc+Pe Pd——关井立管压力 Pc——小排量循环时泵压 Pe——附加压力 （四）求初始循环压力Pti Pti=Pd+Pci+Pe Pci——不同排量时立管循环压力 （五）终了循环压力Pcf
钻井液有关计算公式 一、加重：W= Y（Y-Y）/Y）-谡 W :需要加重1方泥浆的数量（吨） Y：加重料密度 Y:泥浆加重前密度 Y：泥浆加重后密度 二、降比重：V= （丫原-丫稀）丫水/ 丫稀-丫水 V：水量（方） 丫原：泥浆原比重 丫稀：稀释后比重 丫水：水的比重 三、配1方泥浆所需土量：W= 丫土（丫泥-丫水）/丫土-丫水 丫水：水的比重 丫泥：泥浆的比重 丫土：土的比重 四、配1方泥浆所需水量：V=1-W 土/丫土 丫土：土的比重 W 土：土的用量 五、井眼容积：V=1/4 U D2H D ：井眼直径（m） H ：井深（m） 六、环空上返速度：V 返= 1 2.7Q/D 2-d2 Q: 排量（l/S ） D: 井眼直径（cm） d: 钻具直径（cm） 七、循环周时间：T=V/60Q=T井内+T地面 T: 循环一周时间（分钟） V: 泥浆循环体积（升） Q: 排量（升/秒）
八、岩屑产出量：W= T D2* Z/4
W:产出量（立方米/小时） Z:钻时（机械钻速）（米 /小时） D:井眼直径（米） 九、粒度范围 粗 中粗 中细 细 超细 胶体 粘土级颗粒 砂粒级颗粒 粒度》2000卩 粒度2000- 250卩 粒度250-74卩 粒度74-44卩 粒度44- 2 粒度W 2 1 粒度w 2 1 粒度》74 1 十、API 筛网规格： 目数 20 30 40 50 60 80 100 120 十一、除砂器有关数据 除砂器：尺寸（6-12 〃） 处理量（ 除砂器：尺寸（2-5 〃） 处理量（ 28-115立方米/小时） 范围（除74 1以上） 6-17立方米/小时） 范围（除44 1以上） O I ” O n -=1.195 *（‘600 - -00） T c =1.512*（ ... 6可00 -「600 ） 2 孔径 （1 ） 838 541 381 279 234 178 140 十二、极限剪切粘度 十三、卡森动切力：
1．某井用Φ127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，Φ184.20mm 钻铤 (1737N/m )60m 、Φ158.8mm 钻铤(1328N/m )100m 及Φ216mm 钻头，钻井液密度1.2 g/cm 3 。钻进时加钻压180kN ，套管钢材密度为7.8g/cm 3，求中性点位置。（10分） [解]：① =-=s m f K ρρ10.846 ② =11c c f L q K 88.17千牛<180千牛， 故中性点落在Φ158.8mm 的钻铤上 ③设中性点高度（距井底距离）为N L 米 21 11c f c c f c N q K L q K P L L -+==60+81.736=141.736米 2．某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某一井深时的泵压为18MPa ，所用排量为30 l/s ，钻井液密度为1.3g/cm 3。此时循环系统的循环压耗系数K l =0.0223MPa(l/s)1.8。已知钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。试判断：此时钻头上喷嘴直径是多大?（14分） [解]： ①8.1Q K P l l ?==10.19MPa ②由l b S P P P += 得：81.7=-=l s b P P P MPa ③由422022 081.005.0e b Cd Q A C Q P ρρ== 得：4229081.0b P C Q d ρ==1.1cm = 11mm 3．某井使用密度为1.3g/cm 3的钻井液钻至3800m 时发生井涌，关井后求得关井 立管压力为4MPa ，关井套管压力为5.5MPa 。 （1）求压井用的钻井液密度； （2）已知上一层套管下深2500m ，该处地层破裂压力的当量密度为 1.98g/cm 3，假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求允许的最大关 井套压。（12分） 解：（1）压井所需要的钻井液密度： 407.13800 00981.043.100981.01=?+=+=D p sp d d ρρg/cm 3 （2）允许的关井套压max i p t f t d i D D p ρρ00981.000981.0max ≤+
六、地层压力计算 1、地层孔隙压力与压力梯度 (1)地层孔隙压力 式中,P p—-地层孔隙压力(在正常压实状态下,地层孔隙压力等于静液柱压力),MＰａ; ρf-—地层流体密度,g/cｍ3; g—-重力加速度,9、81ｍ/s2; H—-该点到水平面得重直高度(或等于静液柱高度),ｍ、 在陆上井中,H为目得层深度,起始点自转盘方钻杆补心算起,液体密度为钻井液密度ρm,则, 式中,p h——静液柱压力,MＰa; ρm—-钻井液密度,ｇ／cｍ3; H-—目得层深度,m; ｇ——重力加速度,9.81m/s2。 在海上钻井中,液柱高度起始点自钻井液液面(出口管)高度算起,它与方补心高差约为0、6～3、3m,此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视,在深层可忽略不计。 (２)地层孔隙压力梯度 式中Ｇp—-地层孔隙压力梯度,ＭPa/m、 其它单位同上式。 ２、上覆岩层压力及上覆岩层压力梯度 (１)上覆岩层压力 式中 P o-—上覆岩层压力,ＭPa; Ｈ-—目得层深度,m; Φ——岩石孔隙度,%; ρ——岩层孔隙流体密度,g／cｍ３; ρｍ—-岩石骨架密度,ｇ/cm3。 (2)上覆岩层压力梯度 式中,G o--上覆岩层压力梯度,ＭPａ/ｍ; P o——上覆岩层压力,MPａ; H——深度(高度),m。 (3)压力间关系 式中,Pｏ-—上覆岩层压力,ＭＰa; P p—-地层孔隙压力,MPa; σｚ--有效上覆岩层压力(骨架颗粒间压力或垂直得骨架应力),MPａ。 3、地层破裂压力与压力梯度 (1)地层破裂压力(伊顿法) 式中, Pｆ-—地层破裂压力(为岩石裂缝开裂时得井内流体压力),MPa; μ——地层得泊松比;
计算公式 1、钻井液配制与加重的计算 （1）配制低密度钻井液所需粘土量 水 土水 泥土泥土 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W 式中： 土W ---所需粘土重量，吨（t ）； 土ρ -- 粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 水ρ -- 水的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥ρ -- 欲配制的钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥 V 欲配制的钻井液的体积，米3（m3） (2)配制低密度钻井液所需水量 土 土泥水ρ-=W V V 式中： 水V ---所需水量，米3（m3）； 土ρ -- 所用粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 土 W -- 所用粘土的重量，吨（t ） 泥V -- 欲配制的钻井液的体积，米3（m3） （3）配制加重钻井液的计算 ①对现有体积的钻井液加重所需加重剂的重量 重 加原 重加原加 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W
式中： 加W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 原 V -- 原有钻井液的体积，米3（m3） ②配制预定体积的加重钻井液所需加重剂的重量 原 加原 重加重加 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W 式中： 加W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 重 V -- 加重后钻井液的体积，米3（m3） ③用重晶石加重钻井液时体积增加 2 1 224100(v ρ-ρ-ρ=.） 式中： v ---每100m3原有钻井液加重后体积增加量，米3（m3）； 1ρ -- 加重前钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 2 ρ -- 加重后钻井液达到的密度，克/厘米3（g/cm3）
钻井计算公式(精典) 1、卡点深度: L=eEF/105P=K×e/P 式中:L-----卡点深度米 e------钻杆连续提升时平均伸长厘米 E------钢材弹性系数=2、1×106公斤/厘米2 F------管体截面积。厘米2 P------钻杆连续提升时平均拉力吨 K------计算系数 K=EF/105=21F 钻具被卡长度l: l=H-L 式中H-----转盘面以下的钻具总长米 注:K值系数5＂=715(9、19) 例:某井在井深2000米时发生卡钻,井内使用钻具为壁厚11毫米的59/16＂钻杆,上提平均拉力16吨,钻柱平均伸长32厘米,求卡点深度与被卡钻具长度。 解:L=Ke/P 由表查出壁厚11毫米的59/16＂钻杆的K=957 则:L=957×32/16=1914米 钻具被卡长度: L=H-L=2000-1914=86米 2、井内泥浆量的计算 V=D2H/2或V=0、785D2H 3、总泥浆量计算 Q=q井+q管+q池+q备 4、加重剂用量计算: W加=r加V原(r重-r原)/r加-r重 式中:W加----所需加重剂的重量, 吨 r原----加重前的泥浆比重, r重----加重后的泥浆比重 r加---加重料的比重 V原---加重前的泥浆体积米3 例:欲将比重为1、25的泥浆200米3,用比重为4、0的重晶石粉加重至1、40,需重晶石若干？解:根据公式将数据代入: 4×200(1、40-1、25)/4、0-1、40=46吨 5、降低泥浆比重时加水量的计算 q=V原(r原-r稀)/r稀-r水 式中:q----所需水量米3 V原---原泥浆体积米3 r稀---稀释后泥浆比重 r水----水的比重(淡水为1) r原---原泥浆比重
钻井液现场有关计算1、表观粘度 式中：2、塑性粘度 公式：AV=1/2 ×∮600 AV——表观粘度，单位(mPa.s) 。∮600 ——600 转读数。 公式：PV= ∮600 －∮300 式中： PV——塑性粘度，单位(mPa.s) 。 ∮600 ——600 转读数。 ∮300 ——300 转读数。 3、动切力（屈服值） 公式：YP= 0.4788 ×(∮300 －PV) 式中： YP——动切力，单位(Pa) 。 PV——塑性粘度，单位(mPa.s) 。 ∮300 ——300 转读数。 例题1：某钻井液测得∮600=35 ，∮300=20 ，计算其表观粘度、塑性粘度和屈服值。 解：表观粘度：
AV=1/2 ×∮600=1/2 ×35=17.5 （ m Pa.s ） 塑性粘度： PV= ∮600 － ∮300=35 － 20=15 （mPa.s ）屈服值： YP=0.4788 ×（ ∮ 300 － P V ） =0.4788 ×（20－ 15 ）=2.39 （Pa ） 答：表观粘度为 17.5mPa.s ，塑性粘度 15mPa.s ，屈服值 为 2.39Pa 。 4、流性指数（ n 值） 公式： n= 3.322 ×lg( ∮600 ÷ ∮300) 式中： n —— 流性指数，无因次。 ∮600 —— 600 转读数。 ∮300 —— 300 转读数。 5、稠度系数（ k 值） 公 式： k = 0. 47 8 8式中： k —— 稠度系数，单位（ Pa.S n )。 n —— 流性指数。 ∮300 —— 300 转读数。 例题 2：某井钻井液测得∮ 600=30 ，∮ 300=18 ，计算流性 指数，计算稠度系数 。
第四节钻井常用计算公式、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 nQ O+Q P基= 4 式中：P基——基础面上的压力，MPa ； n ----- 动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ； Q B――井架重量，t ； （二）土地面上的压力 P地=卩基+W 式中：P地——土地面上的压力，MPa; P基-—基础面上的压力，MPa; W — -一基础重量，t （常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积 P基F1= B1 式中：F1 -基础顶面积，cm2 ； B1 — —混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa） 2、底面积 P地2B2 式中：F2 -基础底面积，cm2； B2 — -一土地抗压强度，MPa ； P 地,――土地面上的压 力， MPa。 3、基础高度 匹—FJXP城 I 1 ■—III x/l; s x 式中：H ——基础高度，m; F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm2； P基——基础面上的压力，MPa ； B3——混凝土抗剪切强度（通常为 3.51kg/cm 2=0.351MPa）。 （二）混凝土体积配合比用料计算
1、计算公式
配合比为1 : m : n=水泥：砂子：卵石。根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下: ].55门录 m + n m u 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 混凝土用途 体积配 合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 3 m 石子 3 m 水泥 kg 石子 3 m 混凝 土 m3 水泥 kg 砂子 3 m 混凝 土 m3 砂子 3 m 石子 3 m 混凝 土 m3 1?坚硬土壤上的井架 脚，小基墩井架脚， 基墩的上部分。 1 : 2 : 4 335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2?厚而大的突出基 墩。 1 : 2.5 : 5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3?支承台、浇灌坑穴 及其他。 1 : 3 : 6 234 0.46 0.93 504 2 2.15 25 3 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4?承受很大负荷和冲 击力的小基墩。 1 : 1 : 2 585 0.39 0.78 1500 2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 5?承受负荷不大的基 墩。 1 : 4 : 8 180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率 式中：G ab――测量点a和b间井段的井斜全角变化率，（° /30m； 2340 1 + m +11 kg*
钻井液现场有关计算 1、表观粘度 公式：A V=1/2×∮600 式中： A V——表观粘度，单位(mPa.s)。 ∮600 —— 600转读数。 2、塑性粘度 公式：PV= ∮600 －∮300 式中： PV——塑性粘度，单位(mPa.s)。 ∮600 —— 600转读数。 ∮300 —— 300转读数。 3、动切力（屈服值） 公式：YP= 0.4788×(∮300－PV) 式中： YP——动切力，单位(Pa)。 PV——塑性粘度，单位(mPa.s)。 ∮300 —— 300转读数。 例题1：某钻井液测得∮600=35，∮300=20，计算其表观粘度、塑性粘度和屈服值。 解：表观粘度： A V=1/2 ×∮600=1/2×35=17.5（mPa.s）
塑性粘度： PV= ∮600－∮300=35－20=15（mPa.s）屈服值： YP=0.4788×（∮300－PV） =0.4788×（20－15）=2.39（Pa） 答：表观粘度为17.5mPa.s，塑性粘度15mPa.s，屈服值为2.39Pa。 4、流性指数（n值） 公式：n= 3.322×lg(∮600÷∮300) 式中： n ——流性指数，无因次。 ∮600 —— 600转读数。 ∮300 —— 300转读数。 5、稠度系数（k值） 公式：k= 0.4788×∮300/511n 式中： k ——稠度系数，单位（Pa.S n)。 n ——流性指数。 ∮300 —— 300转读数。 例题2：某井钻井液测得∮600=30，∮300=18，计算流性指数，计算稠度系数。 解：n=3.32×lg（∮600/∮300）
第四节 钻井常用计算公式 一、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 P 基= 式中：P 基——基础面上的压力，MPa ； n ——动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O ——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ； Q B ——井架重量，t ； （二）土地面上的压力 P 地=P 基+W 式中：P 地——土地面上的压力，MPa; P 基——基础面上的压力，MPa; W ——基础重量，t （常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积F 1= 式中：F 1——基础顶面积，cm2； B 1——混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F 2= 式中：F 2——基础底面积，cm 2 ； B 2——土地抗压强度，MPa ； P 地——土地面上的压力，MPa 。 3、基础高度 式中：H ——基础高度，m ； F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm 2 ； P 基——基础面上的压力，MPa ； B 3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm 2=0.351MPa ）。 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式 nQ O +Q B 4 P B P B
配合比为1∶m ∶n=水泥∶砂子∶卵石。根据经验公式求每1m 3 混凝土所需的各种材料如下： 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 表1-69 混凝土常用体积配合比及用料量 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率
式中：G ab——测量点a和b间井段的井斜全角变化率，（°）/30m； △L ab——测量点a和b间的井段长度，m； αa——测量点a点处的井斜角，°； αb——测量点b点处的井斜角，°； △Φab——测量点a和b之间的方位差，△Φab=Φb-Φa，°。 2、井底水平位移 式中：S Z——井底水平位移，m； N O——井口N座标值，m； N n——实际井底N座标值，m； E O——井口E座标值，m； E n——实际井底E座标值，m。 3、最大井斜角 根据井深井斜测量数据获取或井斜测井资料获得。 4、平均井径扩大系数 式中：C p——平均井径扩大系数，无因次量 D实——实际平均井径，mm； D b——钻头名义直径，mm。 5、最大井径扩大系数 式中：C max——最大井径扩大系数，无因次量； D max——实际最大井径，mm； D b——钻头名义直径，mm。 （二）定向井井身质量计算 1、井斜全角变化率计算公式同（一） 2、定向井井底水平偏差距 式中：S s——定向井井底水平偏差距，m； N d——设计井底座标，m；
第四节 钻井常用计算公式 一、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 P 基= 式中： P 基——基础面上的压力，MPa ； n ——动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O ——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重 量，t ； Q B ——井架重量，t ； （二）土地面上的压力 P 地=P 基+W 式中：P 地——土地面上的压力，MPa; P 基——基础面上的压力，MPa; W ——基础重量，t （常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积F 1= 式中：F 1——基础顶面积，cm2； B 1——混凝土抗压强度（通常为 28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F 2= 式中：F 2——基础底面积，cm 2； B 2——土地抗压强度，MPa ； P 地——土地面上的压力，MPa 。 3、基础高度 式中：H ——基础高度，m ； F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm 2； P 基——基础面上的压力，MPa ； nQ O +Q B 4 P B P B
B3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm2=0.351MPa）。 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式 配合比为1∶m∶n=水泥∶砂子∶卵石。根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下： 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 混凝土 用途 体积 配合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 m3 石子 m3 水泥 kg 石子 m3 混凝 土 m3 水泥 kg 砂子 m3 混凝 土 m3 砂子 m3 石子 m3 混凝 土 m3 1.坚硬土壤上的井 架脚，小基墩井架 脚，基墩的上部 分。 1∶2∶4 335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2.厚而大的突出基 墩。 1∶2.5∶5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3.支承台、浇灌坑 穴及其他。 1∶3∶6 234 0.46 0.93 504 2 2.15 253 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4.承受很大负荷和 冲击力的小基墩。 1∶1∶2 585 0.39 0.78 1500 2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 5.承受负荷不大的 基墩。 1∶4∶8 180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率
钻井液常规性能测定 一.密度的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将钻井液加热到所需温度。 3、在密度计的杯中注满钻井液，盖上杯盖慢慢拧动压紧。 4、用手指压住杯盖小孔，用清水冲洗并擦干样品杯。 5、把密度计的刀口放在底座的刀垫上，移动游码直到平衡，记录读值。 6、将密度计冼净擦干备用。 二.测定马氏漏斗粘度 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将漏斗悬挂在墙上，且保证垂直；量杯置于漏斗流出管下面。 3、用手指堵住漏斗流出管下口，将搅拌均匀的泥浆倒入漏斗至筛网底；放开手指，同时启动秒表，待泥浆流满量杯达到它的边缘时，按停秒表。秒表所示时间即为泥浆粘度，单位为s。 4、使用完毕，将仪器洗净擦干。 三.流变的测定（ZNN-D6六速旋转粘度计） 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、使用前检查读数指针是否对准刻度盘“0”位，落下托盘，装配好内、外筒。 3、将搅拌均匀的泥浆倒入样品杯至刻度线、将样品杯置于托盘上，上升托盘使液面至外筒刻度线，拧紧托盘手轮。 4、调整变速手把和转速开关，迅速从高到低进行测量，待刻度盘稳定后，分别读取各转速下刻度盘的偏转格数。 5、测量完毕，落下托盘，卸下外筒，将内、外筒及样品杯洗净擦干。 四.钻井液失水的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、用手指堵住泥浆杯底部小孔，将搅拌均匀的泥浆倒入杯内至刻度线处，按顺序放入“O”型密封圈、滤纸、杯盖和杯盖卡，将杯盖卡旋转90°并拧紧旋转手柄。 3、将组装好的泥浆杯组件倒置嵌入气源接头并旋转90°；将量筒置于失水仪下方并对准滤液流出孔。 4、调节气源压力至0.7MPa，打开气源手柄并同时启动秒表，收集滤液于量筒之中。 5、当秒表指示为30min时，将悬于滤液流出孔的液滴收集于量筒之中并移开量筒，此量筒中液体体积即为滤失量。 6、关闭气源手柄，放出泥浆杯中余气；卸下泥浆杯组件，倒去泥浆并洗净擦干。 五.钻井液泥饼粘滞系数的测定（NZ-3A型泥饼粘滞系数测定仪） 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、打开机盖，调节滑板及平衡脚，使水平泡居中；接通电源，按下“清零”键。 3、将泥饼平放在滑板上，滑块纵向轻轻地放在泥饼上，静置1min。 4、按一下“电机”键，使滑板转动，当滑块开始滑动时，再按一下“电机”键，滑板停止转动，此时，显示窗中的数值即为泥饼摩擦角，单位为o，查其显示角度值的正切值,正切值为泥饼的摩擦系数。 5、使用完毕，切断电源，取下滑块和泥饼，擦净仪器，盖上机盖。 六.含砂量的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将待测钻井液注入含水量砂量管中至“钻井液”刻度线处，再注入水至“水”刻度线处，用手指堵住含砂量管口，剧烈摇动。
钻井液有关计算公式 一、加重：W=γ0（γ2-γ1）/γ0-γ2 W：需要加重1方泥浆的数量（吨） γ0：加重料密度 γ1：泥浆加重前密度 γ2：泥浆加重后密度 二、降比重：V=（γ原-γ稀）γ水/γ稀-γ水 V：水量（方） γ原：泥浆原比重 γ稀：稀释后比重 γ水：水的比重 三、配1方泥浆所需土量：W=γ土（γ泥-γ水）/γ土-γ水 γ水：水的比重 γ泥：泥浆的比重 γ土：土的比重 四、配1方泥浆所需水量：V=1-W土/γ土 γ土：土的比重 W土：土的用量 五、井眼容积：V=1/4πD2H D：井眼直径（m） H：井深（m） 六、环空上返速度：V返=12.7Q/D2-d2 Q: 排量（l/S） D: 井眼直径（cm） d: 钻具直径（cm） 七、循环周时间：T=V/60Q=T井内+T地面 T: 循环一周时间（分钟） V: 泥浆循环体积（升） Q: 排量（升/秒） 八、岩屑产出量：W=πD2*Z/4
W: 产出量（立方米/小时） Z: 钻时（机械钻速）（米/小时） D: 井眼直径（米） 九、粒度范围 粗 粒度≥2000μ 中粗 粒度2000-250μ 中细 粒度250-74μ 细 粒度74-44μ 超细 粒度44-2μ 胶体 粒度≤2μ 粘土级颗粒 粒度≤2μ 砂粒级颗粒 粒度≥74μ 十、API 筛网规格： 目数 孔径（μ） 20 838 30 541 40 381 50 279 60 234 80 178 100 140 120 117 十一、除砂器有关数据 除砂器：尺寸（6-12″） 处理量（28-115立方米/小时） 范围（除74μ以上） 除砂器：尺寸（2-5″） 处理量（6-17立方米/小时） 范围（除44μ以上） 十二、极限剪切粘度：η∞=1.1952*(600θ-100θ)2 十三、卡森动切力： τc =1.512*(1006θ-600θ)2 十四、流变参数
钻头水利参数计算公式: 1、 钻头压降:d c Q P e b 42 2 827ρ= (MPa) 2、 冲击力:V F Q j 02.1ρ= (N) 3、 喷射速度:d V e Q 201273= (m/s) 4、 钻头水功率:d c Q N e b 42 3 05.809ρ= (KW) 5、 比水功率:D N N b 21273井 比 ＝ (W/mm 2) 6、 上返速度:D D V Q 2 2 1273杆 井 返＝ - (m/s) 式中:ρ－钻井液密度 g/cm 3 Q －排量 l/s c －流量系数,无因次,取0、95～0、98 d e －喷嘴当量直径 mm d d d d e 2 n 2221+?++= d n :每个喷嘴直径 mm D 井、D 杆 －井眼直径、钻杆直径 mm 全角变化率计算公式: ()()?? ? ???+?+?= -?-?225sin 2 2 2 b a b a b a L K ab ab ?? 式中:a ? b ? －A 、B 两点井斜角;a ? b ? －A 、B 两点方位角 套管强度校核: 抗拉:安全系数 m ＝1、80(油层);1、60～1、80(技套) 抗拉安全系数＝套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥1、80
抗挤:安全系数:1、125 10 ν泥挤H P = 查套管抗挤强度P c ' P c ' /P 挤 ≥1、125 按双轴应力校核: H n P cc ρ10= 式中:P cc －拉力为T b 时的抗拉强度(kg/cm 2) ρ －钻井液密度(g/cm 3) H －计算点深度(m) 其中:?? ? ? ?--= T T K P P b b c cc K 2 2 3 T b :套管轴向拉力(即悬挂套管重量) kg P c :无轴向拉力时套管抗挤强度 kg/cm 2 K:计算系数 kg σs A K 2= A:套管截面积 mm 2 σs :套管平均屈服极限 kg/mm 2 不同套管σs 如下: J 55:45、7 N 80:63、5 P 110:87、9 地层压力监测: ?? ? ????? ??=D W NT R R d m n c 0671 .0lg 282.3lg (d c 指数) 10 0417.04895.810 5 ? ? ? ??+?-=H cn d d R d R c m cn p = (压力系数) 式中:T –钻时 min/m N –钻盘转数 r/min
第四节钻井常用计算公式一、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 P基= 式中：P基——基础面上的压力，MPa； n——动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t； Q B——井架重量，t； （二）土地面上的压力 P地=P基+W 式中：P地——土地面上的压力，MPa; P基——基础面上的压力，MPa; W——基础重量，t（常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积F1= 式中：F1——基础顶面积，cm2； B1——混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F2= 式中：F2——基础底面积，cm2； B2——土地抗压强度，MPa； P地——土地面上的压力，MPa。 3、基础高度 式中：H——基础高度，m； F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm2； P基——基础面上的压力，MPa； B3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm2=0.351MPa）。（二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式 nQ O +Q B 4 P 基 B 1 P 地 B 2
配合比为1∶m∶n=水泥∶砂子∶卵石。根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下： 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 表1-69 混凝土常用体积配合比及用料量 混凝土 用途 体积 配合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 m3 石子 m3 水泥 kg 石子 m3 混凝 土 m3 水泥 kg 砂子 m3 混凝 土 m3 砂子 m3 石子 m3 混凝 土 m3 1.坚硬土壤上的 井架脚，小基墩井 架脚，基墩的上部 分。 1∶2∶4335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2.厚而大的突出 基墩。 1∶2.5∶5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3.支承台、浇灌坑 穴及其他。 1∶3∶6234 0.46 0.93 504 2 2.15 253 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4.承受很大负荷 和冲击力的小基 墩。 1∶1∶2585 0.39 0.78 1500 2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 5.承受负荷不大 的基墩。 1∶4∶8180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率