钻井常用计算公式
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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 +QP 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 ; 2F2、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 n2、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 m1•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 7442 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.992•厚而大的突出基墩。
1 :2.5 : 5 276 0.46 0.91 6082 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3•支承台、浇灌坑 穴及其他。
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ρρρρρV三、稀释加水量Q 水=)()(水稀释后稀释后原浆原浆量水ρρρρρV四、泥浆上返速度V 返=)d (7.1222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.kp 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=7.5Q 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=4e 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 =232221 d d d九、喷咀水功率 N咀=7.5 Q p 咀=4e 23d c Q .11.0十、喷射速度过 v 射=2e dQ 12.74c 十一、冲击力 F 冲 =2e 2d Q .12.74ρ十二、环空返速V=22 d DQ 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 =232221 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式中:⊿E —上下两测点为任意长度时计算出的“井眼曲率”a 1—上测点的井斜角,度。
钻井常用计算公式高压喷射钻井常用公式机泵条件——泵的最大允许输出功率:N允泵=N额泵*η机*η容(马力)式中:N允泵——泵的最大允许输出功率(马力);N额泵——泵的额定功率(马力);η机——机械效率(通常为80~85%);η容——容积效率(通常为80%)。
泵的实用功率:N实泵=P总*Q/7.5(马力)式中:N实泵——泵的实用功率(马力)P总——总泵压(公斤/厘米2)Q——排量升/秒)功率分配关系:N实泵=N循+N嘴(马力)或:喷嘴功率分配比值=N嘴/N泵式中:N循——循环系统功率损耗(马力)N嘴——喷嘴水马力(马力)。
压呼分配关系:P总=P循+P嘴(公斤/厘米2)或:喷嘴压力分配比值=P嘴/P总式中:P循——循环系统压力损耗(压耗)(公斤/厘米2)P嘴——喷嘴压降(压降)(公斤/厘米2)喷嘴压力降:P嘴=0.82ρQ2/C2de4(公斤/厘米2)式中:ρ——泥浆密度(比重)(克/厘米3)Q——排量(升/秒)C——流量系数,由试验确定,常用喷嘴为0.95~0.985 de——喷嘴相当直径(厘米)de=nd嘴2n——喷嘴数目d嘴——喷嘴直径(厘米)当n=3时,dc=1.732d嘴循环系统压力损耗(压耗)P循=KrQ2(公斤/厘米2)式中;K——压力损失系数(0.034)r——泥浆比重(克/厘米3)喷嘴=P嘴*Q/7.5=0.11*ρQ3/C2de4(马力)中单位与符号同(5)式式喷射速度:V嘴=12.74CQ/de2(米/秒)中单位与符号同(5)式式V嘴——喷速(米/秒)射流冲击力:F冲=n rfV嘴2/g(公斤)式中:F冲——射流冲击力(公斤)n=——喷嘴数目r=泥浆比重(克/厘米3)——每个喷嘴的横截面积(厘米2)f——0.25*л d嘴2fV嘴——喷射速度(米/秒)d嘴——喷嘴直径(厘米)g——重力加速度(980厘米/秒2)返回速度:V返=12.74Q/(D井2-D杆2)(米/秒)式中:V返——返回速度(米/秒)Q——排量(升/秒)D井——井径(厘米)D杆——钻杆外径(厘米)压井基本数据计算关井立管压力:PdPd+Pmd=Pp=Pa+Pma式中:Pd——关井立管压力,公斤/厘米2Pmd——钻柱内泥浆柱压力,公斤/厘米2Pp——地层压力,PpPa——关井套管压力,公斤/厘米2Pma——环空内受侵泥浆柱压力,公斤/厘米2因此:Pp=Pd+0.1* rm*H式中:rm——泥浆比重,(克/厘米3)H——井深,米。
钻头水利参数计算公式:1、 钻头压降:dc QP eb 422827ρ= (MPa ) 2、冲击力:VF Q j02.1ρ= (N)3、 喷射速度:dV eQ201273=(m/s)4、 钻头水功率:d c QN eb 42305.809ρ= (KW )5、比水功率:DNN b 21273井比= (W/mm 2)6、 上返速度:D DV Q221273杆井返=- (m/s )式中:ρ-钻井液密度 g/cm 3Q-排量 l/sc -流量系数,无因次,取0.95~0.98de -喷嘴当量直径 mmd d d de 2n 2221+⋯++= d n :每个喷嘴直径 mmD 井、D 杆 -井眼直径、钻杆直径 mm全角变化率计算公式:()()⎪⎭⎫ ⎝⎛∂+∂+∆=-∂-∂225sin 222b a b a b a L K abab ϕϕ 式中:a ∂ b ∂ -A 、B 两点井斜角;a ϕ b ϕ -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:1.12510ν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:Hn P ccρ10=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 KPP b b ccc K 223T 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 2K :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)100417.04895.8105⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯-=H cn ddR d Rcmcnp= (压力系数)式中:T –钻时 min/m N –钻盘转数 r/minW -钻压 KN D -钻头直径 mmR n -地层水密度 g/cm 3 R m -泥浆密度 g/cm 3压漏实验:1、 地层破裂压力梯度:HPG Lm f 10008.9+=ρ KPa2、 最大允许泥浆密度:HP Lm 102max +=ρρ g/cm 3为安全,表层以下[]06.0max-=ρρm g/cm 3 技套以下[]12.0max-=ρρmg/cm 33、 最大允许关井套压:[]8.01000'max ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=gHm R a P P ρρ式中:P L -漏失压力(MPa ) PR-破裂压力(MPa )ρm-原泥浆密度(g/cm 3) H -实验井深(m )ρ'm ax-设计最大泥浆密度(g/cm 3) 10008.9mHP PL ρ+=漏10008.9HmR P P ρ+=破井控有关计算:最大允许关井套压经验公式:表层套管[Pa]=11.5%×表层套管下深(m )/10 MPa 技术套管[Pa]=18.5%×技术套管下深(m )/10 MPa地层破裂压力梯度:HPG RR 1000=KPa/m最大允许关井套压:8.000981.01000max ⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=H H G P R a 套套ρ Mpa 最大允许钻井液密度:81.9'max G R=ρ-0.06 (表层)81.9'maxGR=ρ-0.12 (技套)套管在垂直作用下的伸长量:10724854.7-⨯-=∆LmL ρ式中:ρm -钻井液密度 g/cm 3 L ∆ -自重下的伸长 m L -套管原有长度 m 套管压缩距:()ρρmL LLE L 总钢固自-⨯=∆10式中:L ∆ -下缩距 m L自-自由段套管长度 mL固-水泥封固段套管长度 mL总-套管总长 mρ钢-钢的密度 7.85g/cm 3ρm-钻井液密度 g/cm 3E -钢的弹性系数 (2.1×106kg/cm 3)泥浆有关计算公式:1、加重剂用量计算公式:()rr r r r 重加原重原加加-=-V W 式中:W 加 -所需加重剂重量 吨 V 原 -加重前的泥浆体积 米3r 原、r 重、r 加-加重前、加重后、加重材料比重 g/cm 32、泥浆循环一周时间:QT V V 60柱井-=式中:T -泥浆循环一周时间 分 V 井、V 柱 -井眼容积、钻柱体积 升 Q -泥浆泵排量 升/秒 3、井底温度计算公式:1680HT T += 式中:T 、T 0 -井底、井口循环温度 o C H -井深 米 4、配制泥浆所需粘土和水量计算:粘土量 ()rr r r r 水土水泥泥泥土-=-V W 水量r土土泥水-=W VQ 式中:W 土 -所需粘土的重量 吨 V 泥 -所需泥浆量 米3r 水、r 土、r 泥 -水、土和泥浆的比重 g/cm 3 Q 水 -所需水量 米35、降低比重所需加水量:()rrrrr水稀水稀原原水=--VQ式中:Q水-所需水量米3V原-原泥浆体积米3r原、r稀、r水-原泥浆、稀释后泥浆和水的比重g/cm3。
最全钻井常用计算公式汇总一、井架基础的计算公式(一)基础面上的压力式中:P基——基础面上的压力,MPa;n——动负荷系数(一般取1.25~1.40);QO——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量,t;QB——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)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)。
(四)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,见下表。
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:Gab——测量点a和b间井段的井斜全角变化率,(°)/30m;△Lab——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:SZ——井底水平位移,m;NO ——井口N座标值,m;Nn——实际井底N座标值,m;EO——井口E座标值,m;En——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:Cp ——平均井径扩大系数,无因次量D实——实际平均井径,mm;Db——钻头名义直径,mm。
5、最大井径扩大系数式中:Cmax——最大井径扩大系数,无因次量;Dmax ——实际最大井径,mm;Db——钻头名义直径,mm。
钻头水利参数计算公式:1、 钻头压降:dc QP eb 422827ρ= (MPa) 2、冲击力:VF Q j02.1ρ= (N)3、 喷射速度:dV eQ201273=(m/s)4、 钻头水功率:d c QN eb 42305.809ρ= (KW)5、比水功率:DNN b 21273井比= (W/mm 2)6、 上返速度:D DV Q221273杆井返=- (m/s)式中:ρ-钻井液密度 g/cm 3Q-排量 l/sc -流量系数,无因次,取0、95~0、98de -喷嘴当量直径 mmd d d de 2n 2221+⋯++= d n :每个喷嘴直径 mmD 井、D 杆 -井眼直径、钻杆直径 mm全角变化率计算公式:()()⎪⎭⎫ ⎝⎛∂+∂+∆=-∂-∂225sin 222b a b a b a L K abab ϕϕ 式中:a ∂ b ∂ -A 、B 两点井斜角;a ϕ b ϕ -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、12510ν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:Hn P ccρ10=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 KPP b b ccc K 223T 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 2K: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:⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛=DW NT R R d m n c0671.0lg 282.3lg (d c 指数)100417.04895.8105⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯-=H cnddR d R cmcnp =(压力系数)式中:T –钻时 min/m N –钻盘转数 r/minW -钻压 KN D -钻头直径 mmR n -地层水密度 g/cm 3 R m -泥浆密度 g/cm 3压漏实验:1、 地层破裂压力梯度:HPG Lm f 10008.9+=ρ KPa2、 最大允许泥浆密度:HP Lm 102max +=ρρ g/cm 3为安全,表层以下[]06.0max-=ρρmg/cm 3技套以下[]12.0max-=ρρmg/cm 33、 最大允许关井套压:[]8.01000'max ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=gH m R a P P ρρ式中:P L -漏失压力(MPa) PR-破裂压力(MPa)ρm-原泥浆密度(g/cm 3) H -实验井深(m)ρ'm ax-设计最大泥浆密度(g/cm 3) 10008.9mHP P L ρ+=漏10008.9HmR P P ρ+=破井控有关计算:最大允许关井套压经验公式:表层套管[Pa]=11、5%×表层套管下深(m)/10 MPa 技术套管[Pa]=18、5%×技术套管下深(m)/10 MPa 地层破裂压力梯度:HPG RR 1000=KPa/m最大允许关井套压:8.000981.01000max ⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=H H G P R a 套套ρ Mpa 最大允许钻井液密度:81.9'max GR=ρ-0、06 (表层)81.9'maxGR=ρ-0、12 (技套)套管在垂直作用下的伸长量:10724854.7-⨯-=∆LmL ρ式中:ρm -钻井液密度 g/cm 3 L ∆ -自重下的伸长 m L -套管原有长度 m 套管压缩距:()ρρmL LLE L 总钢固自-⨯=∆10式中:L ∆ -下缩距 m L自-自由段套管长度 mL固-水泥封固段套管长度 mL总-套管总长 mρ钢-钢的密度 7、85g/cm 3ρm-钻井液密度 g/cm 3E -钢的弹性系数 (2、1×106kg/cm 3)泥浆有关计算公式:1、加重剂用量计算公式:()rr r r r 重加原重原加加-=-V W式中:W 加 -所需加重剂重量 吨 V 原 -加重前的泥浆体积 米3r 原、r重、r 加-加重前、加重后、加重材料比重 g/cm 32、泥浆循环一周时间:QT V V60柱井-=式中:T -泥浆循环一周时间 分 V 井、V 柱 -井眼容积、钻柱体积 升 Q -泥浆泵排量 升/秒 3、井底温度计算公式:1680HT T += 式中:T 、T 0 -井底、井口循环温度 o CH -井深 米 4、配制泥浆所需粘土与水量计算:粘土量 ()rr r r r 水土水泥泥泥土-=-V W 水量r土土泥水-=W VQ 式中:W 土 -所需粘土的重量 吨 V 泥 -所需泥浆量 米3r 水、r 土、r 泥 -水、土与泥浆的比重 g/cm 3 Q 水 -所需水量 米35、降低比重所需加水量: ()rr r r r 水稀水稀原原水=--V Q式中:Q 水 -所需水量 米3 V 原 -原泥浆体积 米3r 原、r 稀、r 水 -原泥浆、稀释后泥浆与水的比重 g/cm 3。
钻井计算公式(精典)1.卡点深度:e/PL=eEF/10P=K米式中:L-----卡点深度厘米e------钻杆连续提升时平均伸长26公斤5×/厘米E------钢材弹性系数=×102厘米管体截面积。
F------吨P------钻杆连续提升时平均拉力计算系数K------5K=EF/10=21F钻具被卡长度l:l=H-L米H-----转盘面以下的钻具总长式中()"=715注:K值系数5上提平"钻杆,毫米的例:某井在井深2000米时发生卡钻,井内使用钻具为壁厚1159/16厘米,求卡点深度和被卡钻具长度。
均拉力16吨,钻柱平均伸长32解:L=Ke/P11毫米的K=95759/16"钻杆的由表查出壁厚米×32/16=1914则:L=957钻具被卡长度:米L=H-L=2000-1914=86、井内泥浆量的计算22或V=DH/2V=3、总泥浆量计算Q=q+q+q+q备池管井.4、加重剂用量计算:W=rV(r-r)/r-r重原加重加原加式中:W----所需加重剂的重量,吨加r----加重前的泥浆比重,原r----加重后的泥浆比重重r---加重料的比重加3米V---加重前的泥浆体积原3,用比重为的重晶石粉加重至,需重晶石若干?例:欲将比重为的泥浆200米解:根据公式将数据代入:/吨4×200() 5.降低泥浆比重时加水量的计算)/r-rq=V(r-r水原稀原稀3所需水量米式中:q----3米V---原泥浆体积原稀释后泥浆比重r---稀)r----水的比重(淡水为1水原泥浆比重r---原150米3降至比重为,需加淡水若干?例:欲将比重的泥浆解:根据公式代入数据:31/=115米150()×6、泥浆循环一周所需时间计算泵T=V井-V柱/60Q式中:T---泥浆循环一周的时间,分升井眼容积,井V---升---V柱钻柱体积/秒升泥浆泵排量泵Q---V=井.2井备注:)V柱=(内外秒,问泥浆1000米,泵的排量为升/,使用壁厚为10毫米的??尲钻至例题:井22D-d径??尲循环一周需时若干?2升 V井=×()=36591解:升V柱=()=3275泵井-V柱/60QT= V ×=36591-3275/60=33316/1284=分7、泥浆上返速度计算22-d柱V返=泵/D井秒V式中:返—泥浆上返速度米/秒Q泵---泥浆泵排量升/D井---井径厘米d柱---钻柱外径厘米秒,问泥浆上返速度是22/厘米,钻具外径为厘米,泥浆泵排量为25升例题:某井井径为多少?22柱V解:返=泵/D井-d=×25/=米/秒8、漏失速度计算公式:时漏漏=Q/tV3小时米式中:V漏—漏失速度 /3在某段时间内的漏失量米Q漏-------漏失时间小时时t3例题:某井在30问该井在这段时间内的漏失速度是多少?分钟内共漏泥浆米时/t漏=Q漏V解:=小时=米9、泵压计算公式:2/P=ρQ MPa式中:P---泵压 g/cm3ρ---使用密度 l/sQ----3/泥浆泵排量毫米D---钻头水眼d1+d2+d3+..D=10.常用套管数据表222…√抗外挤抗拉抗内压尺寸钢级壁厚线密度mm Kg/m最大最大安全安安全全最大载载荷系数荷载荷系数系数KN MPa MPa10J55101010J55//40P11070640N8011.接头扣型尺寸:(1:内平 2:贯眼 3:正规)扣公扣小端外m扣母扣端部台肩内m正23正2323正正23正33正3343正正4353正53正规正规630正规631.贯眼220221贯眼贯眼320321贯眼420421贯眼贯眼521贯眼520贯眼贯眼620贯眼621210211内平内平88210211内平内平内平内平310311内平411410内平511内平510内平内平610611内平12.常用单位换算表长度:1英寸(in)=毫米(mm)=厘米(cm)=米(m)1英尺(ft)=12英寸(in)=毫米(mm)=厘米(cm)=米(m)1码(yd)=3英尺(ft)=毫米(mm)=厘米(cm)=米(m)1里=150丈=500米1丈=米1尺=米1寸=米面积:1亩=213.常规井身结构导开窗侧三二一序直井眼118515mm径478直管套径mm常用钻(7in)(8in) (6-1/4)(7in) (6-1/4)(61/4)(4in)铤(φ)钻常用127(5)127(5in)127(5in)127(5in)73(2-7/8in)φ杆()备注常用常用常用特殊井14.常用钻铤尺寸与钻头直径关系对照表公式:允许最小钻铤直径 = 2倍套管接箍外径 - 钻头直径有效井眼直径 =(钻头直径 +钻铤直径)÷201一般应不少于(的井眼中,应采用塔式钻铤组合,钻铤柱中最下一段钻铤(81/2in)在大于立柱)的外径应不小于这一允许最小外径,才能保证套管的顺利下入。
钻井常用计算公式钻井是指通过井口向地下钻探求取矿石或能源的过程。
在钻井过程中,需要进行各种计算来确定井身结构、钻井液性质、井斜角度等参数。
下面是一些钻井常用的计算公式:1.钻井井深计算:钻井井深是指从钻头到井口的距离,可以通过以下公式计算:钻井井深=米深+英尺深/3.2812.钻井液静压计算:钻井液静压是指井底处液体对井壁产生的压力,可以通过以下公式计算:钻井液静压=密度×深度×0.0523.钻进速度计算:钻进速度是指钻头在单位时间内钻井的深度,可以通过以下公式计算:钻进速度=钻井井深/钻进时间4.钻井液密度计算:钻井液密度是指钻井液的重量与体积的比值,可以通过以下公式计算:钻井液密度=钻井液重量/钻井液体积5.钻进功率计算:钻进功率是指钻头在单位时间内进行钻进所需的功率,可以通过以下公式计算:钻进功率=钻头扭矩×钻头转速/10006.钻进液循环速度计算:钻进液循环速度是指钻进液在井内循环的速度,可以通过以下公式计算:钻进液循环速度=钻井液泵出量/钻井液体积7.钻进液排量计算:钻进液排量是指单位时间内从井底排出的钻进液量,可以通过以下公式计算:钻进液排量=钻进液循环速度×循环时间8.钻头转动速度计算:钻头转动速度是指钻头旋转的速度,可以通过以下公式计算:9.钻杆载荷计算:钻杆载荷是指钻杆在钻井过程中所受到的力的大小,可以通过以下公式计算:钻杆载荷=钻井液静压×斜度长度+钻井液动压×循环高度+钻头重量+钻杆摩擦力10.钻头压力计算:钻头压力是指钻头对井底的压力,可以通过以下公式计算:钻头压力=钻头的浮力+钻井液静压+管柱重量以上是一些钻井常用的计算公式,通过这些公式可以更准确地确定钻井过程中各种参数的数值,有助于提高钻井效率和安全性。
但需要注意的是,钻井液性质、井斜角度等因素对公式的适用性可能有一定影响,需要根据具体情况进行调整。
钻井井控处理常用公式书籍
随着石油工业的发展,钻井井控处理已经成为油田开发中不可或缺的环节之一。
在日常的钻井操作中,处理过程中需要用到各种各样的公式,例如各种压力计算、流量计算、钻井参数计算等等。
因此,钻井井控处理的工作者需要掌握一些基本的数学公式,以便更好地完成钻井井控处理的任务。
以下是一些常用的钻井井控处理公式:
1. 法向应力计算公式:σ_n = (P_p + P_m) / 2 + ρgh
2. 切向应力计算公式:σ_t = (P_p - P_m) / 2
3. 摩擦因数计算公式:f = (F / N) * 100
4. 井底压力计算公式:P_b = P_m + ρgh
5. 井口压力计算公式:P_a = P_p - ρgh
6. 地层压力计算公式:P_f = P_p - P_m
7. 地层渗透率计算公式:k = Qlμ / (2πhΔP)
以上公式只是钻井井控处理中的一部分,掌握这些公式对于钻井井控处理工作者来说非常重要。
为了更好地掌握这些公式,建议大家可以参考一些相关的书籍,如《钻井井控处理技术手册》、《钻井井控工程手册》等等。
这些书籍中不仅包含了各种公式的详细解释和推导过程,还会提供一些实际应用案例,有助于读者更好地理解和掌握这些公式。
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钻井常用计算公式•、地层压力计算1、静液柱压力(MPa)=P(粘井液密度)*0.00981*H(垂深m)2、压力梯度值(MPa)=p(钻井液密度)*0.009813、单位内容积(r∩3Λn>=7.854*10-5*内径2(Cm)4、单位环空容积(m3∕m)=7.854*10^5*(井径2cm-管柱外径2cm)5、容积(m?)=单位内容积(m3∕m)*长度(m)管柱单位排音量(mVm)=7.854*10^5*(外径2cm内径2cm)6、地层压力(MPa)=钻具静液柱压力+关井立压7、压井钻井液密度(g∕c11p>=(关井立压Mpa/O.00981/11(m))+当前井液P(gcm3)8、初始循环压力=关井立压+底泵速泵压9、终止循环压力=(压力井液p/当前井液p)*低泵速泵压10、溢流长度m;钻井液增量m3/环空单位容积m3∕m11、溢流密度p(g∕cm3)=当前井液P-[(套压MPa-立压Mpa)/(溢流长度m*0.00981)]12、当量循环密度p(g/cm3)-(环空循环压力损失Mpa/O.00981/垂深m)+当前井液P13、当量钻井液P(g4zm3)-总压力Mpa/O.00981/垂深m14、孔隙压力MPa=9.81*Wf(地瓜水平均密度g∕cmυ*H(垂高m)15、上覆岩层压力(Mpa)=(岩石基质重量+流体重量)/面积[9.81*[(卜-。
岩石孔隙度%)*pm岩石基颓密度Hem3+4>*p岩石孔隙中流体密度g/cnP]16、地层破裂压力梯度(Mpa)=Pf(破裂地层压力Mpa)/H(破裂地层垂直深度m>Pf(破裂地层压力Mpa)=Ph(液柱压力Mpa)+P(破裂实验时的立管压力MPa)二、喷射钻井计算公式1、射流喷射速度计算相同直径喷嘴VOU1.2.73*Q(通过喷嘴液体排量1.∕S)∕n(喷嘴个数)*dc>2(喷嘴直径Cm)不相同直径喷喷Vo=12.73*Q(通过喷嘴液体排量1.∕S)/de?(喷嘴当量直径Cm)试中:de喷喷当量直径(cm)计算等喷嘴直径de-(根号n喷嘴个数)*d。
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 +QB 4P 基B 1P 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。
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∶43350.450.907442 2.223720.5 1.11 1.35 2.70 2.992.厚而大的突出基墩。
1∶2.5∶52760.460.916082 2.203040.5 1.10 1.57 3.10 3.633.支承台、浇灌坑穴及其他。
1∶3∶62340.460.935042 2.152530.5 1.08 2.0 4.0 4.274.承受很大负荷和冲击力的小基墩。
1∶1∶25850.390.7815002 2.567500.5 1.280.67 1.34 1.715.承受负荷不大的基墩。
1∶4∶81800.480.963752 2.081880.5 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;△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;N n——实际井底的N座标,m;E d——设计井底座标,m;E n——实际井底的E座标,m。
3、定向井井底垂直偏差距△H=H-H n式中:△H——定向井井底垂直偏差距,m;H——设计垂直井深,m;H n——实际垂直井深,m。
4、定向井实际井底与设计井底的空间距离式中:R——定向井实际井底与设计井底的空间距离,m;△H——实际井底与设计井底的垂直距离,m;S s——实际井底与设计井底的水平偏差距,m。
5、平均井径扩大系数计算同(一)4。
6、最大井径扩大系数计算同(一)5。
三、喷射钻井水力参数计算公式(一)钻井泵额定水功率P pr=p r×Q r式中:P pr——钻井泵额定水功率,kw;p r——钻井泵额定泵压,MPa;Q r——钻井泵额定流量,L/s。
(二)钻井泵实发水功率P p=p s×Q式中:P p——钻井泵实发水功率,kw;p s——钻井泵工作泵压,MPa;Q——钻井泵工作流量,L/s。
(三)钻井泵水功率分配关系P p=P b+△P cr式中:P p——钻井泵实发水功率,kw;P b——钻头(喷咀)水功率,kw;△P cr——循环系统损耗水功率,kw。
(四)钻井泵压力分配关系p s=△p b+△p g+△p cs式中:p s——钻井泵实发泵压,MPa;△p b——钻头喷咀压降,MPa;△p g——地面管汇压力损耗,MPa;△p cs——循环系统压力损耗,MPa。
△p cs=△p pi+△p ci+△p pa+△p ca+△p g△p pi、△p pa分别为钻杆内外循环压力损耗,MPa;△p ci、△p ca分别为钻铤内外循环压力损耗,MPa。
(五)钻头(喷咀)压力降△p b=k b×Q2式中:△p b——钻头(喷咀)压力降,MPa;Q——钻井液流量,L/s;k b——钻头(喷咀)压降系数,无因次量。
式中:ρd——钻井液密度,g/cm3;A J——喷咀截面积,mm2。
式中:ρd——钻井液密度,g/cm3;Q——钻井液流量,L/s;P s——钻井泵实发泵压,MPa;△p cs——循环系统压力损耗,MPa。
(六)地面管汇压力损耗△p g=k g×Q1.8式中:△p g——地面管汇压力损耗,MPa;Q——流量,L/s;k g——地面管汇压力损耗系数;k g=3.767×10-4×ρd0.8×μpv0.2;μpv(塑性粘度)=θ600-θ300,mpa·s;θ600、θ300分别为旋转粘度计600r/min、300r/min的读数,无因次量。
(七)管内循环压力损耗1、钻杆内式中:△p pi——钻杆内循环压力损耗,MPa;k pi——钻杆内循环压力损耗系数,无因次量;L P——钻杆长度,m;Q——流量,L/s;ρd——钻井液密度,g/cm3;μpv——塑性粘度,mpa·s;d pi——钻杆内径,mm。
2、钻铤内式中:△p ci——钻铤内循环压力损耗,MPa;k ci——钻铤内循环压力损耗系数,无因次量;L C——钻铤长度,m;Q——流量,L/s;ρd——钻井液密度,g/cm3;μpv——塑性粘度,mpa·sd ci——钻铤内径,mm。
(八)管外循环压力损耗1、钻杆外式中:△p pa——钻杆外循环压力损耗,MPa;k pa——钻杆外循环压力损耗系数,无因次量;L P——钻杆长度,m;Q——流量,L/s;ρd——钻井液密度,g/cm3;μpv——塑性粘度,mpa·s;d h——井眼直径,mm;d p——钻杆外径,mm。
2、钻铤外式中:△p ca——钻铤外循环压力损耗,MPa;k ca——钻铤外循环压力损耗系数,无因次量;L C——钻铤长度,m;Q——流量,L/s;ρd——钻井液密度,g/cm3;μpv——塑性粘度,mpa·s;d h——井眼直径,mm;d c——钻铤外径,mm。
(九)钻头(喷咀)水功率p b=△p b×Q式中:p b——钻头(喷咀)水功率,kw;△p b——钻头(喷咀)压力降,MPa;Q——流量,L/s。
(十)射流喷射速度式中:V J——射流喷射速度,m/s;Q——流量,L/s;A J——喷咀截面积,mm2。
(十一)射流冲击力F J=ρd×υJ×Q式中:F J——射流冲击力,N;ρd——钻井液密度,g/cm3;υJ——射流喷射速度,m/s;Q——流量,L/s。
(十二)钻头单位面积水功率(比水功率)式中:P bs——钻头单位面积水功率(比水功率),W/mm2;p b——钻头水功率,kw;A b——井底面积(即钻头面积),mm2;d b——钻头直径,mm。
(十三)钻井泵功率利用率式中:——钻井泵功率利用率,无因次量;Pb——钻头水功率,kw;P p——钻井泵实发水功率,kw。
(十四)钻井液环空返速式中:υa——钻井液环空返速,m/s;Q——流量,L/s;d h——井眼直径,mm;d p——钻杆外径,mm。
(十五)环空临界流速1、宾汉流体式中:υcr——环空临界流速,m/s;μpv——塑性粘度,mPa·s;τyp——屈服值(动切力),Pa;τyp=0.479(2θ300-θ600);ρd——钻井液密度,g/cm3;d h——井眼直径,mm;d p——钻杆外径,mm;R e——雷诺数,无因次量;υa——钻井液上返速度,m/s;若υa≥υcr或R e≥2100为紊流。
υa<υcr或R e<2100为层流。
2、幂律流体式中:υcr——环空临界流速,m/s;n——钻井液流型指数,无因次量;K——钻井液稠度系数,Pa·sn;ρd——钻井液密度,g/cm3;d h——井眼直径,mm;d p——钻杆外径,mm;Z——钻井液流态指示值,无因次量;υa——钻井液环空上返速度,m/s;若υa≥υcr或Z≥800为紊数;υa<υcr或Z<800为层流。
(十六)岩屑滑落速度式中:υs——岩屑滑落速度,m/s;d rc——岩屑直径,mm;ρrc——岩屑密度,g/cm3(一般取2.5g/cm3);ρd——钻井液密度,g/cm3;μf——视粘度,mPa·s。
(十七)环空净化能力式中:L c——环空净化能力,无因次量;υs——岩屑滑落速度,m/s;υa——钻井液环空上返速度,m/s。
(十八)临界井深(选择宾汉流体)1、最大钻头水功率工作方式式中:D cr——临界井深,m;p r——钻井泵额定泵压,MPa;k g——地面管汇循环压力损耗系数,无因次量;k c——钻铤循环压力损耗系数,无因次量;L c——钻铤长度,m;Q——流量,L/s;k p——钻杆循环压力损耗系数,无因次量。
2、最大冲击力工作方式式中:D cr——临界井深,m;p r——钻井泵额定泵压,MPa;k g——地面管汇循环压力损耗系数,无因次量;k c——钻铤循环压力损耗系数,无因次量;L c——钻铤长度,m;Q——流量,L/s;k p——钻杆循环压力损耗系数,无因次量。
(十九)最优流量(选择宾汉流体)1、最大钻头水功率工作方式式中:Q opt——最优流量,L/s;p r——钻井泵额定泵压,MPa;k g——地面管汇循环压力损耗系数,无因次量;k p——钻杆循环压力损耗系数,无因次量;L p——钻杆长度,m;k c——钻铤循环压力损耗系数,无因次量;L c——钻铤长度,m。