连续油管钻井水力计算(中文版)

钻井水力参数计算1.钻井水力参数的定义：2.钻井水力参数的计算方法：2.1循环压力（Pp）的计算：循环压力是指钻井液在井眼中循环时施加在井壁上的压力，其计算公式为：Pp=Pg+Ph+π/144*(ID²-OD²)/4*ρm其中，Pp为循环压力，Pg为气体压力，Ph为井斜段压力，ID为钻杆内径，OD为钻杆外径，ρm为泥浆密度。

2.2液柱压力（Pm）的计算：液柱压力是指钻井液柱在井眼中的垂直压力，其计算公式为：Pm=π/144*(ID²-OD²)/4*ρm*L其中，Pm为液柱压力，ID为井眼内径，OD为套管外径，ρm为泥浆密度，L为液柱长度。

2.3摩阻压力（Pf）的计算：摩阻压力是指钻井液在井眼中流动时受到的阻力，其计算公式为：Pf=2f*ρm*V²/(D*g)其中，Pf为摩阻压力，f为阻力系数，ρm为泥浆密度，V为流速，D 为井眼直径，g为重力加速度。

2.4泥浆柱液位压力（Ps）的计算：泥浆柱液位压力是指钻井液静止时产生的压力，其计算公式为：Ps=π/144*(ID²-OD²)/4*ρm*(H+h)其中，Ps为泥浆柱液位压力，ID为井眼内径，OD为套管外径，ρm 为泥浆密度，H为井深，h为液位高度。

2.5井底压力（Pb）的计算：井底压力是指钻井液从井口到井底的压力损失，其计算公式为：Pb=ρm*Ls*g/144其中，Pb为井底压力，ρm为泥浆密度，Ls为井筒长度，g为重力加速度。

2.6水柱效应（Pr）的计算：水柱效应是指钻井液在井眼中垂直上升或下降时，形成的压力差，其计算公式为：Pr=π/144*(ID²-OD²)/4*ρf*h其中，Pr为水柱效应，ID为井眼内径，OD为套管外径，ρf为井口液体密度，h为液位高度。

3.钻井水力参数的分析和应用：通过计算钻井水力参数，可以确定钻井液在井筒中的性能，评估井筒稳定性和泥浆循环能力，并根据计算结果进行钻井工艺设计和井筒优化。

连续油管钻井水力计算软件开发方案一、软件设计目的此软件定位为一款简单实用的计算软件，使输入数据无需再作任何计算，直接得出结果，并设计对外接口，同时兼顾界面的美观性，以及商业软件的保密性。

二、界面简介此软件分为四个界面，即欢迎登陆界面，工作界面、输出界面和打印界面。

登陆欢迎界面→→（转刀）工作界面。

1、登陆欢迎界面。

欢迎界面画面简介：整体图片式（ps制成），其中有软件名字，连续油管钻井水力系统图片，以及想购买此软件的联系方式。

（此界面按常用软件习惯短暂停留）登陆界面简介：欢迎界面自动转刀登陆界面，此界面中有登陆用户和密码正确，才能进入工作界面。

2、工作界面此界面分为三个部分：输入界面，输出界面，打印确定界面。

（i）输入界面此界面有七个窗口（ii）输出界面此界面有两小部分，第一部分有八个窗体，第二部分六个窗体（iii）打印确定界面此界面用于打印确认输入输出参数。

三、工作部分有哪些功能由于此软件是实际应用软件，得具有通用性，也得考虑人的因素，具体功能初步设计如下：1、有友好的人机交互界面，友好的界面，使使用者有亲切感，以及缓解疲劳。

2、方便直接的输入界面，设计无需鼠标即可方便进行输入，并可以具有自动检错的功能，弹窗口提示错误。

3、有傻瓜式的输出界面，数据输入完，即可完成计算，无需工程人员再进行繁琐的计算，并对结果有一定的纠错能力。

4、通用性方面。

可以从文本中读取数据，并将数据输出到文本，并可进一步形成标本文件，而且可以与打印机连接，实现轻松性。

5、由于不同的工作人员有不同的任务，可以同时使用此软件，登陆界面可以实现多用户登陆，工作完成后，即可为该人员生成标准文本。

6、此软件保留与其他软件交互的接口。

四、软件不足由于本人所学知识有限，可能会导致一些错误以及功能不够强大，界面有待完美等问题会在后续版本中不断的改进。

望大家提出建议与指导。

联系方式：948453545@ 。

流程图 打开软件进入欢迎界面登陆界面时隔两秒输入界面 输出界面 打印界面输入账号密码，正确后进入多个界面 多个界面 输入文本，选择性打印所需文本Development Program on Hydraulic CalculationSoftware of Coiled Tubing DrillingI.Design Goal of the SoftwareThis is a simple and useful calculation software which can directly give the result without doing any calculation of the input data. It is designed with an aesthetic external interface which also has the confidential of business software.II.Screen IntroductionThe software has four screens, that is welcome-and-login screen, working screen, output screen and print screen.Welcome-and-login screen→→ (transfer to) working screen1.Welcome-and-login screenWelcome screen introduction: The whole screen is made up of pictures (using Photoshop).And it contains the software brand, the picture of coiled tubing drilling system and the contact information for purchasing the software. (This screen will stop for seconds as the common software).Login screen introduction: Welcome screen can automatically transfer to login screen. But login screen can’t transfer to working screen without a user’s name and the right code.2.Working screenThis screen is divided into three screens: input screen, output screen and print-and-confirm screen.(i)Input screenThere are 7windows in this screen.(ii)Output screenThis screen is divided into 2 parts. There are 8 forms in the first part and 6 forms in the second part.(iii)Print-and-confirm screenThis screen is used to print and confirm the input and output parameters.III.FunctionsThis is a practical software which should be generic and should apply to humans. So it is designed with the following functions:1.It has a friendly human-computer interface. A friendly interface can make users feelcomfortable and relaxed.2.It has a convenient and direct input screen. People can input information without using themouse. It can also detect errors and pop up a window to prompt the errors.3.It has a very simple output screen. The calculation can be completed as soon as data is inputso engineers don’t need to do complicated calculation any more. And if the result is wrong, the software can correct it.4.It is generic. It can read data from text or output data to text, and then form a sample text. Itcan also connect to a printer so it’s easy for people to print the text.5.Different workers have different tasks but they can use this software at the same time. Loginscreen allows multi-user to log in and after completing tasks the software will generate a standard file for the user.6. It retains the interacting interface with other software.VI. DisadvantagesOwing to my limited knowledge, I may have made some mistakes. And further improvement is called for in subsequent versions, for example, the functions are not enough and the interface needs to be perfect. I hope you can kindly enlighten me with your suggestions and instructions. Email: 948453545@Comment: The central piece of this software is provided by Mr. Guan and students such as XiaZhongwei gave a lot of help and support during the process of making the software.Flow ChartOpen the software Enterwelcome screen Login screenTwo seconds Input screen Output screenPrint screen Input the account and thecode,if right,then enter.Multiple screens Multiple screens Input text, and then print selectivelyNeeded text。

石油钻井行业钻柱力学计算一、 不带工具接头的管材在斜井段临界弯曲力的计算：式中：F c －临界弯曲力；lb ；E －杨氏模量，30 ⨯1000000 psi(钢材)； I －管材的惯性矩， in 4；W m －管材在钻井液中的重量，lb/in ； R －管材与井眼的径向间隙，in ； θ－井斜角，︒；二、 带工具接头的管材在斜井段临界弯曲力的计算：式中：F c －临界弯曲力；lb ；W A －管材在空气中的重量，lb/in ； I －管材的惯性矩， in 4；A S －管材的横截面积，in 2； M W －钻井液密度，lb/gal ； D H －井眼直径，in ； D TJ －工具接头外径，in ； θ－井斜角，︒；2/1sin 2⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙∙∙⨯=R W I E F m c θ()2/1sin 5.65550⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∙-∙⨯=TJ H W A c D D M W I F θ()2216ID OD A I S+=三、 摩擦扭矩的估算：钻具在斜直井段的摩擦扭矩：钻具在水平段的摩擦扭矩：钻具在90︒的弯曲井段中，如果钻压<0.33W M R 则：如果钻压>0.33W M R 则：式中：T －斜井段中的摩擦扭矩，ft-lb;T H －在水平井段中未接触井底旋转时的摩擦扭矩， ft-lb; T O －在90︒弯曲造斜井段造斜时的摩擦扭矩，ft-lb; OD －旋转钻具的接头外径或钻铤外径，in; L －钻具长度，ft;F －摩擦系数，在估算公式中取0.33; θ－井斜角，︒；W m －管材在钻井液中的重量，lb/in ； R －总的造斜曲率半径，ft; WOB －钻压，lb 。

24sin θ∙∙∙∙=F L W OD T M 72LW OD T M H ∙∙=72RW OD T M o ∙∙=()R W WOB ODR W OD T M M D 33.04672-+∙∙=四、 钻具阻力计算：a. 钻具下入时的阻力估算： 钻具在稳斜段中：钻具在水平段中：钻具在90︒弯曲造斜段：式中：D －斜井段中的摩擦阻力，lb; D H －在水平井段中的摩擦阻力，lb; D B －在90︒弯曲造斜井段的摩擦阻力，lb; W m －钻具在钻井液中的重量，lb/in ； L －钻具长度，ft;F －摩擦系数，在估算公式中取0.33; θ－井斜角，︒； R －造斜曲率半径，ft; WOB －钻压，lb 。

钻井水力设计有关的计算公式一．钻柱内压耗钻柱公式 （一）、紊流的计算公式1．一般公式：dLV f P 22ρ=或52232d LQ f P πρ=式中：P - 压耗； f - 范宁阻力系数；ρ - 钻井液密度； Q - 排量 L - 管长； V - 平均流速量； d - 圆管直径。

⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=+==7/)]ln(75.1[50/]93.3)[ln(n b n a R a f ben 为泥浆流性指数n nn n nn K V d )413(8Re 21+=--ρ 或nnn n n nn K Q d )413(2Re 243572+=----ρπ2．应用公式∑==Ni G iiGp dL Q G P 1123式中： ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧+-=+-==⎪⎭⎫⎝⎛+=+-=--==-22543413575222321432143121b nb G b nb G k n n k b bn k nb b k k k aK G b nb b k k ρπN 值可以取4，即地面管汇（立管、软管，方钻杆）、钻杆、钻铤、接头。

（二）、层流的计算公式二．环空内压耗计算公式不同的环空段流态可能不同，需判断流态，分别按紊流和层流计算压耗。

1． 紊流压耗公式 1). 一般公式：p h D D LV f P -=22ρ 或 S D D LQ f P p h )(22-=ρ式中：Dh, Dp —井眼直径，钻柱外径；f, a, b 同上n n n p h n n n K V D D )312()(12Re )2()1(+-=--ρ 或 nnnp h n n Q S D D nn K ----+=221)()312(12Re ρ 2). 应用公式：∑=-=Mi K i K ip i h iK S D D L QK PA 11323)( nbb nb b b n n aK K ⎪⎭⎫⎝⎛+=--31212211ρ； 12+=nb K ； 223+-=b nb K2．层流压耗公式 1). 一般公式：np h p h D D n V n D D KL PA ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+-=)()12(44 或 np h ph S D D n Q n D D KLPA ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+-=)()12(44 2). 应用公式：∑=+-=Mi n i n i p i h i n S D D L Q K PA 111)( 式中：nn n K K ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=)12(441 三．钻头压降及喷嘴当量面积公式222559.513C A Q P b ρ=； 5.022559.513⎥⎦⎤⎢⎣⎡=C P Q A b ρ 式中 Pb —钻头压降，Mpa; Q —排量，I/S; ρ—泥浆密度，（g/cm 3）A —喷嘴总面积，mm 2; C —喷嘴流量系数，一般取0.95-0.96例题胜利油田渤南地区义4-4-13井为长裸眼钻进，即不下技术套管。

一、连续油管钻井水力参数计算软件开发要求1.连续油管的输入与选择：包含：滚筒直径，滚筒宽度，滚筒缘直径；连续油管外径、厚度、长度；滚筒外连续油管的长度；内外压承压极限；抗扭极限；相对粗糙度（若为旧管）。

2.油套管输入：包含：老井加深原套管外径、厚度、长度；相对粗糙度值。

3.钻井液流体参数输入：包含：密度、流型指数、流变系数、黏度、剪切力和流量。

4.钻井液固相参数输入：包含：密度、颗粒直径和固相比。

5.钻头参数输入：包含：钻头类型、钻头水眼尺寸、钻头水眼个数、流量系数。

6.螺杆钻具参数输入与选择：包含：公称外径、标准长度、配型钻头尺寸、最大流量、工作压降、最大压降、输出扭矩、最大扭矩、推荐钻压、最大钻压、允许固相比。

可对国内外各一种产品、三种规格进行选择。

7.其他井下工具组合参数输入：包含：工具名称、个数、最大压降。

8.系统压力计算（1）流动基本参数计算流速计算、雷诺数计算、狄恩数计算。

（2）直管段连续油管压力损失摩阻系数计算层流状态下最大雷诺数、紊流状态下最小雷诺数、直管段流态判断、直管段范宁摩阻系数计算。

（3）盘管段连续油管压力损失摩阻系数计算层流状态下最大雷诺数、紊流状态下最小雷诺数、盘管段流态判断、盘管段平均弯曲直径计算、盘管段范宁摩阻系数计算。

（4）压力损失计算含磨粒摩阻梯度系数、直管段压力损失计算、盘管段压力损失计算。

（5） 地面管汇压力损失计算 （6） 钻头喷嘴压力损失计算 （7） 环空压力损失计算 要考虑相对粗糙度的值。

（8） 泵压计算 9. 合适排量计算（1）根据环空返速得到的最低流量1 环空返速输入；最低流量1计算。

（2）连续管钻井水平井筒携岩最低流量2岩屑直径、密度、固相质量浓度和体积浓度输入；环空沉降末速计算；考虑絮凝干扰沉降末速计算；水平井筒携岩最低流量2。

（3）根据连续油管内压承载极限反算的最大允许流量1 （4）根据连续油管内压承载极限反算的最大允许流量2 （5）根据所选螺杆钻具得到的最大允许流量3 （6）连续油管钻井合适排量推荐二、相关计算模型推荐（一）压降计算CT 内流体的摩阻损失通常表示为压力降低的形式，即：22f L v P f dρ∆=中L 和d 分别是管长和管径，v 是管内的平均速度，f 是范宁Fanning 摩擦因子，它与流体的雷诺数、管壁的粗糙度等因素有关。

A B C D E F G H I J1 油管层数油管增加的径向长度每层长度总长度弯曲半径r0/Rv管雷诺管f管管内摩阻21 0.0365 260.32260.321.3370.02373.172020310.0061590.5132 0.1059 273.83534.151.4060.02253.172020310.0061300.5343 0.1752 287.34821.491.4750.02153.172020310.0061030.5654 0.2446 300.851122.331.5450.02053.172020310.0060780.5865 0.3139 314.351436.691.6140.01963.172020310.0060550.6176 0.3833 327.861764.551.6830.01883.172020310.0060330.6387 0.4526 341.372105.921.7530.01813.172020310.0060120.6598 0.5220 354.882460.801.8220.01743.172020310.0059930.68109 0.5913 368.392829.181.8910.01683.172020310.0059750.701110 0.6607 381.893211.071.9610.01623.172020310.0059570.721211 0.7300 288.933500.002.030.01563.172020310.0059410.5513 总摩阻6.72A B C D E F G H I J K L14 清水15 套管直径套管壁厚S环空v环空摩阻1摩阻2雷诺环空f环空0.005004直段盘管段15 0.1397 0.012100.00631.5892.041.45679510.004870.0061755.580.05.5817 0.1778 0.016260.01240.8070.320.23586810.005030.0061163.981.955.9318 0.006033 0.06.726.7219 Nreg环空水基泥浆Nreg管20 4.97 3.551580 0.010130.0063954444521 1.55 1.11769 0.020810.0076108.360.08.3622 0.007532 5.972.818.7823 0.007416 0.09.699.691K L M N O P Q R S T1 狄恩数DECT直径DCT厚度TCT内径d筒芯直径TD绝对粗糙度ks相对粗糙度KSNRe1 Q(L/min)2 31548 0.0730.00480.06342.60.0000472440.0007451741015096003 299654 直段长度盘管段长度密度Pn k a b △Pg5 第1种情况3500 清水1006 1 0.001 0.07860.25 0.0246 第2种情况2501000 水基泥浆1180 0.52564 0.8213 0.07300.28990.1047 全盘在滚筒上0 35002A B C D E F1 油管层数油管增加的径向长度每层长度总长度弯曲半径r0/R2 1 B2=$L2/2 C2=2*PI()*31*E2D2=C2E2=$O$2/2+$L$2/2F2=$N$2/2/E23 2 B3=B2+$L$2*0.95C3=2*PI()*31*E3D3=C3+D2E3=E2+$L$2*0.95F3=$N$2/2/E34 3 B4=B3+$L$2*0.95C4=2*PI()*31*E4D4=C4+D3E4=E3+$L$2*0.95F4=$N$2/2/E43G H I J1 v管雷诺管f管管内摩阻2 G2=($S$2/60000)/(PI()*$N$2^2/4)H2=$O$5*$N$2*$G2/$Q$5I2=$I$15+(0.0075*(F2)^0.5)J2=C2*$O$5*G2*G2*I2*2/$N$2/10000003 G3=($S$2/60000)/(PI()*$N$2^2/4)H3=$O$5*$N$2*$G3/$Q$5I3=$I$15+(0.0075*(F3)^0.5)J3=C3*$O$5*G3*G3*I3*2/$N$2/10000004G4=($S$2/60000)/(PI()*$N$2^2/4)H4=$O$5*$N$2*$G4/$Q$5I4=$I$15+(0.0075*(F4)^0.5)J4=C4*$O$5*G4*G4*I4*2/$N$2/1000000 45N1 CT内径d2 N2 =$L$2-2*$M$26Q R1 相对粗糙度KS NRe12 Q2=$P$2/$N$2 R2=59.7/(2*Q2)^(8/7)7R S T 4 a b △Pg5 R5=(LOG10(P5)+3.93)/50 S5=(1.75-LOG10(P5))/7T5=0.0003767*($O5/1000)^0.8*($Q5*1000)^0.2*($S$2/60)^1.86 R6=(LOG10(P6)+3.93)/50 S6=(1.75-LOG10(P6))/7T6=0.0003767*($O6/1000)^0.8*($Q6*1000)^0.2*($S$2/60)^1.88 K1 狄恩数DE2 K2=H2*($N$2/2/1.3)^0.53 K3=H3*($N$2/2/1.441)^0.5C D E15 S环空v环空摩阻116 C16=PI()*(($A16-2*$B16)^2-$L$2^2)/4 D16=36/3600/$C16E16=2*$H$16*$L$5*$O$5*$D16^2/($A16-2*$B16-$L$2)/100000017 C17=PI()*(($A17-2*$B17)^2-$L$2^2)/4 D17=36/3600/$C17E17=2*$H$17*$L$5*$O$5*$D17^2/($A17-2*$B17-$L$2)/10000009E20 E20=2*$H20*$L$5*$O$6*$D16^2/($A16-2*$B16-$L$2)/100000021 E21=2*$H21*$L$5*$O$6*$D17^2/($A17-2*$B17-$L$2)/100000010F15 摩阻216 F16 =2*$H$16*$L$6*$O$5*$D16^2/($A16-2*$B16-$L$2)/100000017 F17=2*$H$17*$L$6*$O$5*$D17^2/($A17-2*$B17-$L$2)/1000000181920 F20=2*$H20*$L$6*$O$6*$D16^2/($A16-2*$B16-$L$2)/100000021 F21=2*$H21*$L$6*$O$6*$D17^2/($A17-2*$B17-$L$2)/100000011G19 Nreg环空20 G20=($O$6*$D16^(2-$P$6)*($A16-2*$B16-$L$2)^$P$6/($Q$6*12^($P$6-1)))*(4*$P$6/(3*$P$6+1))^$P$621 G21=($O$6*$D17^(2-$P$6)*($A17-2*$B17-$L$2)^$P$6/($Q$6*12^($P$6-1)))*(4*$P$6/(3*$P$6+1))^$P$612G15 雷诺环空16 G16=$O$5*($A16-2*$B16-$L$2)*$D16/$Q$517 G17=$O$5*($A17-2*$B17-$L$2)*$D17/$Q$513H15 f环空16 H16=(1/(2*(1.8*LOG10($G16)-1.53)))^217 H17 =(1/(2*(1.8*LOG10($G17)-1.53)))^215H20 H20=16/G2021 H21=16/G2115I14 清水15 I15=(1/(2*((-2)*LOG10($Q$2/3.7065-(5.0452/H2)*LOG10($Q$2^1.1098/2.8257+(7.149/H2)^0.8961)))))^216I16 I16=$I$15+(0.0075*($N$2/2/1.3)^0.5)17 I17=$I$15+(0.0075*($N$2/2/1.441)^0.5)18 I18=$I$15+(0.0075*($N$2/2/1.683)^0.5)19 水基泥浆20 I20=$R$6/$J$20^$S$621 I21=1.06*$R$6*($N$2/2/1.3)^0.1/$J$20^(0.8*$S$6)22 I22=1.06*$R$6*($N$2/2/1.441)^0.1/$J$20^(0.8*$S$6)23 I23 =1.06*$R$6*($N$2/2/1.683)^0.1/$J$20^(0.8*$S$6)J15 直段16 J16=2*$I$15*$L5*$O$5*$G$2^2/$N$2/100000017 J17=2*$I$15*$L6*$O$5*$G$2^2/$N$2/100000018 J18=2*$I$15*$L7*$O$5*$G$2^2/$N$2/100000019 Nreg管20 J20=($O$6*$G$2^(2-$P$6)*$N$2^$P$6/($Q$6*8^($P$6-1)))*(4*$P$6/(3*$P$6+1))^$P$621 J21=2*$I$20*$L5*$O$6*$G$2^2/$N$2/100000022 J22=2*$I$20*$L6*$O$6*$G$2^2/$N$2/100000023 J23=2*$I$20*$L7*$O$6*$G$2^2/$N$2/100000018K L15 盘管段16 K16=2*$I16*$M5*$O$5*$G$2^2/$N$2/1000000 L16=J16+K1617 K17=2*$I17*$M6*$O$5*$G$2^2/$N$2/1000000 L17=J17+K1718 K18=2*$I18*$M7*$O$5*$G$2^2/$N$2/1000000 L18=J18+K18192021 K21=2*$I21*$M5*$O$6*$G$2^2/$N$2/1000000 L21=J21+K2122 K22=2*$I22*$M6*$O$6*$G$2^2/$N$2/1000000 L22=J22+K2223 K23=2*$I23*$M7*$O$6*$G$2^2/$N$2/1000000 L23=J23+K23()Re18/759.72Nε=1.10980.8961Re Re1 5.04527.1492lg[lg(())]3.7065 2.82572SLN N fεε=--+22fL vP fdρ∆=eRdNρνμ=214318nn nReg nnnd vNkρ--⎛⎫⎪+⎝⎭=0.10.81.06CL bRegrafN R⎛⎫= ⎪⎝⎭2CT 1431-12n n nRegn n n d d v N k ρ--⎛⎫ ⎪+⎝⎭=外套内）（0.100.81.06CLb Reg r a f N R ⎛⎫= ⎪⎝⎭11.8lg 1.532Re SLN f =-。

连续油管钻井水力计算实例分析一、计算原始参数CT 规格："7873 4.8(20.188")3500mm m φ⨯⨯⨯，级别CT80。

滚筒尺寸（底径x 内宽x 轮缘）：260024504200mm φφ⨯⨯采用老井加深工艺，原井筒1500m （5-1/2”和7”套管）加深钻井1000m 和2000m ，参考大量实例，钻头采用4-3/4”和6-1/8’牙轮钻头或PDC 钻头，螺杆马达采用3-3/4”和4-3/4”规格。

钻井液采用清水和一种水基泥浆（ULTRADRIL 钻井液），其流体参数为： ρl =1180kg/m 3，n=0.52564，k=0.8213Pa.s n ，粘度为45.5mPa.s 。

二、泵压计算P P P P P P P =∆+∆+∆+∆+∆+∆泵工具CT 直管汇钻头环空CT 盘（一）管内压降计算模型CT 内流体的摩阻损失通常表示为压力降低的形式，即：22f L v P f dρ∆=中L 和d 分别是管长和管径，v 是管内的平均速度，f 是范宁Fanning 摩擦因子，它与流体的雷诺数、管壁的粗糙度等因素有关。

（二）清水（牛顿流）介质管内摩阻计算 1.雷诺数计算及狄恩数计算e R d N ρνμ=式中，N Re 为雷诺数，无量纲；ρ为液体密度，kg/m 3；ν为循环介质在管路中的平均流速，m/s ； d 为模拟连续油管内径，m ；μ为牛顿流体的动力粘度，Pa*s ；狄恩数(Dean)是研究弯管流动阻力的基本无量纲数：De N N =其中r 0为连续油管内径，R 为连续油管弯曲半径，N Re 为雷诺数。

2.直管摩阻系数计算模型 （1）层流对于直管，范宁摩阻系数可用如下公式计算： Re16SL f N =（2）紊流对管内单向流摩阻系数公式进行了分析，当不考虑管粗糙度，在紊流光滑区（3*103<De N <3*106），采用Miller 公式：1.8lg 1.53Re N =-对一定的相对粗糙度，雷诺数影响不能忽略。

石油钻井水力学名词（中英文）
（1）in situ stress 地应力。

是指地壳中存在的应力状态。

（2）drilling string assembly 钻具组合，具体包括各种钻具工具和连接处。

（3）小鼠洞mouse hole:位于井口的正前方，用于预先放置钻杆单根的洞，以加快接单根操作。

（4）optimum annular Velocity 最优环空返速。

最佳的运移岩屑的环空中的返速。

（5）inclination angle井斜角:井眼轴线上某一点的切线(钻进方向)与该点铅垂线之间的夹角。

（要知道，常规的钻井很难钻到直井，都存在一定的井斜角。

）
（6）反循环注水泥reverse circulation cementing:通过套管环形空间反向注水泥的方法。

（7）flame drilling 火焰钻井，比较新的一种钻井技术，用燃烧产生的高温喷速的火焰来破碎岩石的钻井方法。

（8）Electron beam drilling 电子束钻井，用高压是电子加速，向岩石聚焦，产生高温熔化和破碎岩石的方法。

（9）Producing time percentage 生产时间率，衡量钻井工作效率的指标。

（10）artificial hole bottom 人工井底，钻井过程结束后在最下部的阻流环或者水泥塞。

常用钻井计算公式常用钻井计算公式压力梯度（Mpa/m）=0.00981×钻井液密度（g/cm3）钻井液密度(g/cm3)=压力梯度（Mpa/m）/0.00981静液压力（Mpa）=0.00981×钻井液密度（g/cm3）×垂深（m）地层压力（Mpa）=钻柱内静液压力（Mpa）+关井立管压力（Mpa）等效钻井液密度(g/cm3)=102×地层压力（Mpa）/垂深（m）泵的输出排量（l/min）=泵输出（l/冲）×泵速（冲/min）初始循环压力（Mpa）=低泵速循环压力（Mpa）+关井立力（Mpa）终了循环压力（Mpa）=低泵速循环压力（Mpa）×压井液密度/原浆密度压井液密度(g/cm3)= 原浆密度+102×关井立力（Mpa）/垂深（m）关井套压（Mpa）=（钻井液压力梯度－溢流压力梯度）×溢流垂深+关井立压等效循环密度(g/cm3)= 102×环空压耗（摩阻）/垂深（m）+原浆密度溢流高度（m）=井涌量（升）/环空容积（升/m）溢流压力梯度（Mpa/m）=0.00981×钻井液密度－（关井套压－关井立压）/溢流垂深最大允许钻井液密度(g/cm3)= 钻井液密度+102×漏失压力/套管鞋垂深（m）改变泵速的新泵压（Mpa）=旧泵压×（新泵速/旧泵速）2压井后的新安全余量（Mpa）=0.00981×（最大允许钻井液密度－压井密度）×套管鞋垂深（m）加重所需重晶石量（kg/m3）=4200×(压井液密度－原浆密度)/(4.2－压井液密度) 溢流上窜速度（m/h）=立压增量（Mpa/h）/0.00981×钻井液密度干起钻每米压力降（Mpa/m）=0.00981×钻井液密度×钻具排替量×（套管容积－钻具排替量）湿起钻（钻具水眼堵）每米压力降（Mpa/m）=0.00981×钻井液密度×（钻具排替量+钻具内容积）/环空容积起出钻铤液面下降（m）=钻铤长×钻铤排替量/套管容积保持井底压力的放浆量（升）=压力增量×原井涌量（升）/（地层压力－压力增量）开始溢流前起出钻具的最大量（m）=过平衡量×（套管容积－钻具排替量）/（钻井液密度×0.00981×钻具排替量）。

目录1 软件介绍及安装 (2)1.1 软件简介 (2)1.2 安装环境要求 (2)1.3 安装及运行步骤 (2)2 软件主要功能 (5)3 软件的使用 (7)3.1 承载能力评估用到的数据库 (7)3.2 分析井架稳定性 (11)3.3 井架等级评定 (25)3.4 数据库管理 (29)3.5 使用帮助 (31)钻修机井架承载能力评估系统使用说明1 软件介绍及安装1.1 软件简介本软件由长江大学机械工程学院开发，系统综合井架整体稳定性和局部稳定性的计算方法，以及井架等级的评定方法，通过对Excel、Access数据库及APDL 等数据的处理，从而快速、准确地对井架的承载能力做出客观的评价。

1.2 安装环境要求WINDOWS XP，WINDOWS 7等WINDOWS环境；如想使用完整功能，需安装Ansys（推荐使用10.0）环境，否则只能使用现场分析模块。

1.3 安装及运行步骤1、运行安装程序AssessDerricks.exe，如果已安装再次安装时提示如下；图1.1 再次安装提示信息2、在安装时，请关闭所有的应用程序，包括防护墙或允许软件的相关操作；3、接受安装协议后根据提示安装即可。

由于用于开发软件的计算机系统与用户系统存在一定的差异，在安装时可能出现系统文件替换，用户只需要确定即可；同时，由于意外会产生系统错误提示，用户忽略即可，并不影响程序的安装。

安装完后，在桌面及开始菜单中生成快速启动图标（如图1.2所示）。

图1.2 开始菜单处的快启动方式4、单击桌面快捷方法启动程序，首次安装时需要进行注册使用（可联系开发者获取）。

图1.3 用户注册使用5、注册成功后即可在启动界面选择模块。

图1.4 欢迎界面2 软件主要功能该软件主要有四大功能。

第一大功能是根据现场实测数据对井架进行稳定性分析。

工程技术人员可以通过应变仪测量井架每根杆的应变，在软件运行界面调用每根杆的基本参数和特征参数，然后计算每根杆的等效安全系数，得到最危险杆的等效安全系数，从而完成井架局部稳定性计算，工程技术人员也可以在软件运行界面对数据库中的数据进行维护，包括修改、删除等操作，以确保计算结果的准确性。

2002年3月第17卷第2期 西安石油学院学报(自然科学版)Jou rnal of X i ′an Petro leum In stitu te (N atu ral Science Editi on ) M ar .2002V o l .17N o.2 收稿日期:2001202220 作者简介:何东升(19642),男,四川岳池人,博士,主要从事石油机械、数值计算方法等方面的研究. 文章编号:100125361(2002)022*******连续油管的工作能力计算Co m puta tion of the Opera tion Ab il ity of Co iled Tub i ng何东升1,武学尧2,雷建安3(11大连理工大学力学系,辽宁大连　116023;　21西安石油学院机电与材料工程学院,陕西西安　710065;31长庆油田公司第二采油厂,甘肃庆阳　741500)摘要:连续油管的刚度小,在承受纵向压力载荷时易发生正弦形、螺旋形弯曲(失稳),因而难以承受有效的压力载荷.讨论了连续油管在受压缩载荷时发生正弦和螺旋形弯曲的条件;建立了任意井眼轨迹时连续油管受力模型,提出了起升、下放作业时的力边界条件,从而可以确定连续油管的作业能力.它包括是否可以下达预定井底并以期望的作业力进行作业,确定连续油管各点的受力大小和方向以判断该作业是否安全.如果靠简单下放连续油管在井底不能实现预定作业力,则应使用加力器并在连续油管内部打压,采用迭代法求解.同时,给出了简单下放和下放打压的计算实例,结果与实际工作相吻合.关键词:连续油管;弯曲;失稳;作业能力中图分类号:T E 933+18 文献标识码:A 20世纪80年代中后期以来,由于连续油管(下称CT )制造技术的进步和石油勘探开发难度的增加,CT 以其高效益而获得越来越广泛的应用.进入90年代,CT 装置以每年20%的速度增长[1],CT 的井下作业量也以每年25%的速度增加,CT 的尺寸已达到168.4mm (658″).国外在使用CT 上已经积累了丰富的经验[2].CT 不仅用于井下作业,也拓宽到CT 钻井、开发、测井、海底管线等领域,可以说CT 基本上可以进行所有的管柱作业.虽然CT 在国内已经得到一定应用,但主要用在垂直井眼中的洗井、注氮等常规作业中,而CT 的起下速度快、运移性好、可以通过弯曲井段或水平井段的优点,在水平井或定向井作业中没能得到充分发挥.到1999年,我国共进口价格昂贵的CT 装置18套,大多处于闲置状态.由于现代技术日新月异,CT 这一高技术装备迅速贬值.造成这些损失的原因在于,CT 用于常规井中作业成本高,而用于非垂直井眼作业时因其刚度小,较难承受纵向压缩载荷,在通过弯曲井段或水平井段时较为困难,在井底作业时能施加的作业力太小.这是因为我们对CT 的性能还缺乏了解,只要掌握了它在井眼中的受力及弯曲变形模式,便可以充分利用CT 来提高作业效率.1　CT 的弯曲模式当CT 在井内受到纵向压力作用,且压力超过极限纵向载荷F sin 时,CT 就会发生正弦形弯曲,其中临界压力F sin [3]为F sin =2(E IW e sin Η r )1 2(1)式中:E 为弹性模量,N m 2;I 为惯性矩,m 4;W e 为CT 在介质中单位长度的重量,N m ;r 为环形空间内径与CT 外径之差,m ;Η为井斜角.当纵向压缩载荷进一步增加,超过一定压力F hel 时,CT 就进入螺旋形弯曲状态[4].F hel =2(2E IW e sin Η r )1 2(2)当发生螺旋形弯曲时,由于井眼限制CT 的径向弯曲,在井眼与C T 之间产生一个相互作用力[5]. N hel=rF t2 (4E I)(3)式中:F t为CT所受轴向力,N.2　弯曲井段内CT的计算模型图1为任一段长为d x的CT在任意轨迹井眼内的受力,经推导即得如式(4)的微分方程[6]:d F t dx=W e co sΗ+Λq n(4)式中:q n为管柱对井壁的正压力,N m.　q n=(F t d Ηd x +We sinΗ-E Id3Ηd x3)2+(F t sinΗdΑd x-E Id2d x2(sinΗdΑd x))1 2(5)式中:F t为轴向载荷,N;Λ为CT与井筒的摩擦系图1　任意管柱的受力图数;Α为方位角;x为井深,m.将式(5)代入式(4),所得微分方程可以采用数值方法求解,由此可求得CT所受轴向力F t.由式(3),当-F t>N hel时,CT将发生螺旋形弯曲,还应考虑CT与井眼之间相互作用力N hel的影响,这时CT受力的微分方程为d F t d x=We co sΗ+Λq n+ΛN hel(6)式(4),(6)的边界条件为在起升、下放,且当x=0时,F t为钩载;在CT的最下端,F t为零;在井下作业,且当x=0时,F t为钩载;在CT的最下端,F t未知.这两个微分方程均可采用四阶L unge2ku tta法求解.由于所测数据是关于井深的离散数据,而式(4),(6)二微分方程是对连续变量建立的,必须对数据进行连续处理.本文对数据处理之前还进行了最小二乘平滑以消除测量误差,然后再进行三次样条拟合使数据连续化.由此可计算出F t,同时也可确定CT的弯曲状态:当-F t<F sin时,CT发生不稳定性弯曲;当F sin<F t<F hel时,CT发生正弦形弯曲(失稳);当-F t>F hel时,CT发生螺旋形弯曲(失稳).3　CT的工作能力计算分析计算CT的目的在于对CT的工作能力进行评价,即它是否能达到指定的井底,并用指定的作业力进行作业,如果达不到作业要求,是否可以采取一定的措施来保证这一要求.因而,工作能力包括通过能力和具体的作业力的计算.通过能力可认为在下放CT时,当钩载放松到零CT不能进一步下放时CT通过弯曲井段的能力.对任意井深代入式(4)或式(6),加上井口处拉力为零的边界条件求解.如果CT在该井深处受力大于零,则需要一个拉力作业在底部才能使CT到达该井深,因而CT不能通过该处;若CT在该井深处受力小于或等于零,则CT可以通过或到达该处.采用CT进行井下作业时,CT底部作业力大小关系到井下作业的质量甚至成败.CT在井下受多种约束,实际上是个超静定系统,故考察CT受力必须考虑其变形条件.由于CT平时缠绕在滚筒上时,已经发生了塑性变形,自由状态时CT呈螺旋线,同时螺旋形弯曲的轴向压力只是正弦形弯曲的2倍,而产生两个正弦形弯曲半波的轴向压力为一个半波时的4倍,所以通常CT只产生一个半波的正弦形弯曲就进入了螺旋形弯曲状态.实际计算中,忽略正弦形弯曲对伸长所产生的影响.CT的各种伸长(缩短为负)如下所述.(1)螺旋伸长当-F t>F hel时,管柱发生螺旋弯曲,此时管柱长度比实际井深略长.—83—西安石油学院学报(自然科学版)螺旋角　Υ=∫0l1Π F t-F hel8E Id x螺旋伸长　∃L hel=(rΥ)2+L2-L2(7)式中:L为CT长度,m.(2)膨径伸长在内外压差作用下,CT将发生膨径效应,从而发生伸长.∃L D=-2ΧLE ∃p′i-R2∃p′oR2-1(8)式中:R为CT外径与内径之比;∃p i′,∃p o′为油管内、外平均压力变化,M Pa;Χ为泊松比,Χ=0.3.(3)拉压伸长∃L p=F t L (EA)(9)式中:A为CT截面积.(4)温升伸长∃L T=ΑT L∃T(10)式中:ΑT为管柱线胀系数,ΑT=11×10-5 ℃;∃T为管柱平均温度变化,℃.(5)总伸长量计算在不同作业中应采用以上4种不同组合,如:∃L=∃L hel+∃L D+∃L p+∃L T(11) CT进行任何作业时均会产生拉压变形(伸长,受压时的伸长为负),下入井底的作业状态变化前后一般∃L并不相等,而在CT底部的变形协调条件是二者相等.为此必须把∃L的变化∃L′引起的附加力考虑到CT的实际受力中,而附加力与∃L′之间是一个复杂的非线性关系,本文首先假设附加力与∃L′之间具有单调关系,再通过迭代来确定其附加作用力.由于实际计算的迭代是收敛的,表明单调假设是正确的.如对CT下放进行开启工具作业,当CT刚接触井底时,CT底部受力为零;进一步下放CT,据钩载可由式(4)、式(6)确定CT底部开启力即作业能力,同时可按式(11)得出一个伸长量∃L0.若开启力不够,则可采用向CT内打压和加力杆的办法来增大开启力.内部加压使管柱受到P内A内的拉力,可能使原来发生正弦形、螺旋形弯曲的部分不再弯曲或弯曲减小,同时也使CT的其他部分发生伸长.加力杆其实相当于一个液压活塞,在压力的作用下伸长.由于进行开启作业或井底受阻时,总的CT并未伸长,这些伸长就变作CT下部的作用力而施加在井底,从而井底作用力更大,有利于井底作业.然而,这是个复杂的非线性超静定问题,并不能简单地把伸长换算成作业力.这时可以进行迭代计算,首先考虑因为内部压力增加而造成的长度增加,若这时的伸长量为∃L1,且∃L1-∃L0≠0,可采用式(12)计算附加作用力F a的初值:F a=-∃L EAL(12)把该初值加在式(4),(6)的边界上求解,又可得出另一伸长量∃L1.由此反复迭代即求得井底作业力及CT上各点受力.4　计算实例及分析(1)基本参数CT参数:D o=25.4mm D i=22mm278″油管参数:D o=73mm　D i=62mm 该作业为CT在任平二井进行油管内洗井和开启滑套作业.(2)摩阻系数的确定由于起升时CT的底部不受力,同时对任意的摩擦系数,都可得到一个钩载.一般地,摩擦系数大,摩阻力也大,其钩载也大,即钩载与摩擦系数是单调的.故总可以采用从CT底部到注入头即由下往上的摩阻计算迭代方法得到摩擦系数.本处由CT下入3140m处起升,已知钩载为26656N(6000lb s),则摩擦系数Λ=0.0925.一般CT在套管内作业可取Λ=0.1.(3)CT下入3140m,钩载为10233N(2300 lb s),见表1.可见此时CT长度方向受力为由受拉逐渐减少、在1730m左右受力为零、再逐步减少(受压)、直到底部CT受压为3246N,CT截面的最大应力Ρi m ax=93.8M Pa;(4)CT下入3140m,加压0.36kN,打压26.7 M Pa.CT在下至3140m时,CT底部作用力为0,加压0.36kN后,CT底部作用力为压力690N.打压时,CT在内压的作用下受拉,增大了伸长量;此时轴向力大于原螺旋弯曲力,消除了螺旋弯曲;再考虑膨径伸长.底部遇阻时这伸长趋势将变为压缩作用力作用在工具上,其底部作用压力为7268N,因而在进行工具开启作业时可能比工况3具有更大的开启力.由于计算值与实际工作中的CT仪表读数吻合,表明本文的计算是正确的.—93—何东升等:连续油管的工作能力计算表1　CT下入3140m、钩载为10233N时的CT受力和等效应力井深 m F t N V y N V z N M y(N·m)M z(N·m)ΡiM Pa井深 m F t N V y N V z N M y(N·m)M z(N·m)ΡiM Pa0.0102330.00.00.00.093.82114.0-2290.8-0.6-0.0-1.6-0.636.25.110190-0.0-0.00.00.093.42144.0-2385.11.0-0.10.51.137.1 700.04486.1-0.00.0-0.40.044.92162.9-2438.10.10.00.1-0.137.7 800.03666.0-0.00.0-0.6-0.038.12194.0-2519.6-0.8-0.00.1-0.738.5 900.02852.2-0.0-0.11.4-0.031.52240.0-2626.40.20.00.40.239.7 1700.0288.1-0.00.1-24.8-0.121.12287.0-2725.70.2-0.00.30.240.8 1734.014.4-1.6-2.830.3-1.021.22337.0-2819.60.10.00.30.142.8 1742.0-47.5-0.936.2-95.40.921.32395.0-2914.9-0.1-0.00.7-0.143.1 1743.5-55.60.2-8.7-24.30.021.42444.0-2986.5-0.00.1-0.3-0.044.0 1753.0-133.0-1.43.9-3.9-1.421.52496.0-3057.80.1-0.0-0.00.145.0 1761.0-198.0-0.7-2.3-7.1-0.321.72570.0-3134.31.10.0-0.31.246.1 1769.0-263.2-0.31.2-5.5-0.621.92635.0-3188.0-0.6-0.11.4-0.747.0 1778.5-339.8-3.9-1.2-4.8-4.722.12690.0-3219.14.90.5-9.15.247.6 1791.0-439.73.01.3-8.05.622.52706.0-3227.04.3-0.3-2.64.647.8 1794.5-466.9-0.2-2.3-3.6-4.322.62730.0-3225.11.5-0.10.91.047.9 1797.5-490.7-6.42.1-5.1-5.422.72743.0-3226.81.30.1-0.31.448.0 1807.0-565.2-2.6-2.6-2.5-3.223.02765.0-3231.31.50.0-0.91.448.2 1816.0-635.0-0.74.4-13.61.123.32822.0-3240.5-1.0-0.00.1-1.048.5 1820.0-665.9-0.2-0.7-10.8-0.723.52870.0-3239.4-0.20.00.4-0.148.9 1826.0-711.7-1.70.0-8.6-1.523.72921.0-3239.30.40.00.10.449.2 1837.0-794.9-0.4-0.5-6.4-0.424.22970.0-3243.50.30.1-1.10.349.5 1870.0-1031.80.20.0-0.10.225.63005.0-3247.30.0-0.0-0.60.049.8 1970.0-1649.70.4-0.0-0.50.430.33035.0-3247.40.20.1-1.10.249.9 2002.0-1816.60.70.1-2.10.731.73085.0-3239.90.8-0.21.60.950.2 2030.0-1954.30.30.0-3.00.333.03131.0-3226.4-3.30.4-5.5-3.550.3 2058.0-2079.00.3-0.1-1.20.434.13139.6-3224.4-1.80.5-2.3-1.850.4 2086.0-2189.9-0.40.1-1.3-0.535.23140.0-3246.0-1.80.5-2.3-1.850.45　结论与普通的管柱不同,CT的刚性小,难以承受纵向压力载荷,在下入弯曲井段和水平井眼时易发生失稳而产生正弦形和螺旋形变形,影响CT的通过能力和作业能力,故采用CT作业之前应对具体的作业进行计算和作业方案设计,否则可能导致CT 作业困难甚至失败.在正常的起升、下入工作时,CT 的受力可以按式(4)、式(6)在相应的力边界条件下求解,可以确定CT是否能够到达预定井底进行作业,及这时的钩载和管柱任意截面的受力大小,以便对CT在该作业时是否安全进行判断.本计算还可以确定下放对井底工具所能施加的作用力的大小,如果该力太小不足以进行预定作业,应考虑在CT上安加力器和CT管内打压.打压过程是个复杂的非线性过程,需要对由内压和加力器的附加伸长转化为施加在CT上的作用力,并通过迭代进行求解.参考文献:[1]　A ndy M aslow sk i.Co iled tub ing techno logy advancesat w ell site[J].W ell Servicing,1997,(2):43245. [2]　Sas2Jaw o rsky A ,B loun t C G.T ailby R.Co iledtub ing…operati on s and services,part16w hat ahead[J].W o rld O il,1993,214(6):55264.[3]　D aw son R,paslay P R.D rillp i pe buck ling includeho les[J].JPT,1984,36(10):173421738.[4]　Chen Y C,L in Y H,Cheathan J B.A n analysis oftub ing and casing buck ling in ho rizon tal w ells[A].O TC6037[C].21ST annual O TC in Hou ston(T exas):1989.[5]　M itchell R F.Si m p le fracti onal analysis of helicalbuck ling of tub ing[J].SPE D rilling Engineering,1986,1(10):4572465.[6]　何东升,徐克彬,魏广森,等.连续油管在水平井中作业的力学分析[J].石油钻采工艺,1998,20(4):61265.编辑:田美娥—4—西安石油学院学报(自然科学版)m easu res of p rofile con tro l is taken,the increase of o il recovery efficiency is less than that w hen p rofile con tro l is carried ou t earlier.Key words:p rofile con tro l;w ater shu toff agen t;crude o il;recovery efficiencyL I K e2hua,ZH A O F u2lin,J IA O Cu i,et a l(D ep artm en t of Chem ical Engineeing,J ianghan Petro leum In stitu te,J ingzhou434102,H ubei,Ch ina)JXA P I2002V.17N.2p.30232A New Ca lcula tion M ethod of the Pressure D rop Around the W ellbore of a Gravel-packed Perfora tedW ellAbstract:T he p ressu re drop around the ho le of a gravel2p acked p erfo rated w ell takes p lace in fo llow2 ing th ree areas:the convergen t flow area from near w ell zone to a p erfo rati on channel,the linear flow area in side a p erfo rati on channel,and the divergen t flow area betw een casing and screen tube.In th is p ap er, the new m odel of calcu lating the p ressu re drop in the convergen t flow area is derived on the basis of B ernou lli equati on,and the si m p lified fo rm u la of calcu lating the p ressu re drop in the divergen t flow area is also p resen ted based on Fo rchhei m er equati on.T he resu lts of several cases show that the m ain p art of the p ressu re drop takes p lace in the convergen t flow area and the linear flow area,and the p ressu re drop in the divergen t flow area is very little.T he resu lts also show that p erfo rating p aram eters and the p erm eab ility of p acked gravel are the key facto rs of affecting the p ressu re drop.T he diam eter of p erfo rati on channels had better be m o re than15mm,and p erfo rati on den sity shou ld be above30ho les p er m eter.Fo r h igh p roduc2 tivity,the p erm eab ility of p acked gravel shou ld be30～40D arcy at least.Key words:sand con tro l;gravel p ack;p erfo rati on channel;p ressu re drop;calcu lati on m odelDON G Chang2y in,ZH A N G Q i,L I Z h i2f en,et a l(Schoo l of Petro leum Engineering,T he U n iversity of Petro leum,Dongying257061,Shandong,Ch ina)JXA P I2002V.17N.2p.33236Co m puta tion of the Opera tion Ab il ity of Co iled Tub i ngAbstract:T he stiffness of co iled tub ing(CT)is poo r.W hen it bears longitudinal com p ressive load, co iled tub ing is easy to bend in to sine cu rve o r helical cu rve,w h ich is called as destab ilizati on.T he desta2 b ilizing conditi on s of co iled tub ing are discu ssed.T he m echan ical m odel of the co iled tub ing in the ho le of arb itray track is estab lished,and its boundary conditi on s in tri p2ou t and tri p2in op erati on s are p resen ted.A cco rding to these,it can be determ ined w hether the co iled tub ing can reach to the exp ected po siti on in w ellbo re and exert the fo rce designed fo r com p leting the desired w o rk,and the m agn itude and directi on of the fo rces bo rne by the co iled tub ing are also calcu lated to determ ine w hether its w ell2service op erati on is safe.If the fo rces designed fo r the op erati on can no t be ob tained on ly by the w eigh t of the co iled tub ing,a pow er p u sher and a p um p are requ ired in o rder to supp ly h igh p ressu re liqu id in to CT.T he num erical so lu2 ti on in th is case can be ob tained by iterati on m ethod.Tw o exam p les are given in the tw o cases,and the calcu lated resu lts are iden tical w ith the m easu red ones.Key words:co iled tub ing;bending;destab ilizati on;op erati on ab ilityH E D ong2sheng,W U X ue2y ao,L E I J ian2an(D ep artm en t of M echan ics,D alian U n iversity of T ech2 no logy,D alian116023,L iaon ing,Ch ina)JXA P I2002V.17N.2p.37240D i agnosis of theW ork i ng Sta te of a Hydraul ic Jet Pu m p Production Syste m and Adjust m en t of Its Param e-tersAbstract:In o rder to m ake a jet p um p p roducti on system w o rk under op ti m al conditi on s and to in2 crease the efficiency of the system,a m ethod is p u t fo rw ard of calcu lating the w o rk ing p aram eters of the jet p um p acco rding to the data m easu red in su rface.T he p aram eters include the p ressu re rati o,flow rate rati o and efficiency.B ased on the p aram eters,the w o rk ing state of the jet p um p p roducti on system can be deduced,and the fau lts of it can be diagno sed.T he in let p ressu re of the jet p um p can also be ob tained by the p ressu re rati o,and it can be u sed fo r acqu iring the p roductivity cu rve of an o il w ell.T he fau lt diagno2 sis of the jet p um p p roducti on system is carried ou t by th is m ethod w ithou t the term inati on of p um p ing and the dow nho le m easu rem en t of data.Tw o exam p les show that the m ethod is feasib le and effective.Key words:jet p um p;o il w ell;diagno sis of w o rk ing state;jet nozzle;vertical p i p eline flowW A N G H a i2w en,T IA N Z hong2qiang,W U Guo2bin,et a l(Schoo l of Petro leum Engineering,T he U2 ,257061,,)2002.17.2.41243。

连续管钻井水力参数计算软件公式流体性质几何尺寸密度MW = 1180 kg/m^3 滚筒直径D = 2.54 m流型指数N = 0.52564连续油管外径OD =0.073025 m流变系数K = 0.8213 pa.s^n 连续油管厚度T =0.004776 m管柱长度L = 3500 m流动参数滚筒外连续油管长度LOFF= 2500 m流量Q = 36 m^3/h滚筒上的连续油管长度LON= 1000 m 流速V = 3.160327337 m/s雷诺数RE=4432.993792连续油管内径ID=0.063473 m系数A =0.073013768过流面积s=0.003164229 m^2系数B =0.289901656直管计算弯曲管计算层流状态下最大雷诺数CRE1= 2749.8732 层流状态下最大雷诺数CRE3=5576.74紊流状态下最小雷诺数CRE2= 3549.8732 紊流状态下最小雷诺数CRE4=6376.74流态,直管段= 紊流流态,弯曲管段= 层流直管段范宁摩阻系数F1= 0.00640 弯曲管段范宁摩阻系数F2=0.0077直管段压力损失P1= 5951212.806 Pa 弯曲管段压力损失P2=4038579.29 Pa全部管柱压力损失P3 =9989792.1 Pa 范宁摩阻系数弯直管段比bi 1.203几种典型流体的流变参数流体密度n K。

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×C1Psur---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×d2V1-------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×C4V1c -------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×d2④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/d4.82P 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);C3、C6------与单位有关的系数。

6钻井水力优化设计与计算深井水力设计时主要应考虑两方面的因素。

一是应该充分发挥地面泵的功率，使钻头获得尽可能大的水力能量；二是要尽量减少钻井过程中的井底压力差，以减少压持效应及保护好油气层。

本报告的第二部分已详细介绍了以井底压差最小为目标的设计合理排量的方法及过程。

但是使井底压差保持较小数值的排量并不一定都能使钻头获得最大水力能量。

因而这一部分对常规最大水马力工作方式中设计最优排量的有关计算模式进行了修正，使其更加准确。

然后将两种设计排量的方法结合起来使用，以使设计的排量更加便理，另外也利于更有效的估算和预测钻井过程中与排有关的各种钻井参数。

6.1 最大水马力工作方式理论模式修正国外在50年代开始应用喷射钻井技术。

经过几十年的发展，目前已于泛为钻井界所接受。

我国在60年代初开始研究喷射钻井，并且进行了一些现场应用性试验。

便由于各种原因未能继续进行下来。

直到 1978年后才开始全国推广喷射钻井技术，接着经过六·五攻关，出现了高压大功率泥浆泵、高效钻头、良好的固控设备以及相应的泥浆体系等配套技术。

在全国各油田都取得了显著的成就。

喷射钻井水力程序设计中常用的工作方式有四种：钻头最大水马力工作方式、射流最大冲击力工作方式、最大射流喷速工作方式和经济水马力工作方式。

前两种工作方式是Kendall 和Goins 首先提出来的。

实践证明最大钻头水马力工作方式效果比较显著，而且应用也较为广泛。

下面首先对最大钻头水马力工作方式进行简单的分析。

一、最大钻头水马力工作方式综述最大钻头水马力工作方式是以钻头获得最大水马力为目标函数，以泵功率或高管压力为约束条件的。

按钻头最大水马力工作方式设计水力参数，在第一临界井深以前最优排量即为泵缸套的额定排量；第一临界井深后，为保证钻头获得最大水马力，最优排量随井深增加而逐渐变小，其表达式为：8.18.2Lr opt k P Q = (美) Lropt k P Q 3=(苏) 式中：r P －额定泵压， kg f cm ⋅/2; L k －循环压耗系数。