中国石油大学在线考试期末考试钻井工程答案

1、中国石油大学（北京）远程教育学院期末考试钻井工程学习中心： 姓名： 学号：关于课程考试违规作弊的说明1、 提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。2、 两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“ 0 ”。一、 名词解释（每小题5分，共20分）1. 井斜方位角2. 硬关井3. 欠平衡钻井4. 岩石的可钻性二、简答题（每小题

2、10分，共40分）1. 钟摆钻具组合的防斜原理2. 钻井液的功用3. 射流清洁井底的机理4. 钻柱的功用三、 课程设计（共40分）设计任务：XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。设计内容：（其中打“”部分必须设计，其他部分可选做或不做）。1. 地质设计摘要（V）；2. 井身结构设计（V）;3. 固井工程设计：套管柱强度设计（V）;4. 钻柱组合和强度设计（V）;5. 钻机选择（V）;6.钻进参数设计：(1) 机械破岩参数设计(包括钻头选型，所有钻头选用江汉钻头厂牙轮钻头、选取钻压和转速)(")；<(2) 钻井液体系及性能设计(仅设计钻井液密度，其它参数不作要求)(3)

3、 水力参数设计(V);(4) 钻柱与下部防斜钻具结构(V)。考核方式及成绩评定(1) 格式、规范：4分，评分依据：工程设计规范；评分标准：4 *符合程度。(2) 设计的依据与原则准确性：12分，评分依据：工程设计依据与原则； 评分标准：12 *符合程度。I U(3) 过程的参数选择的合理性和计算过程的可靠性：12分，评分依据：参数符合工程实际，计算过程可靠；评分标准：12*符合程度。(4) 结果准确性：12分。基础数据：1. 地质概况：见后附设计样例表A - 1。2. 设计井深：H=3000 + 4 X 100 +学号的后二位数字X 3( m3. 地层压力和破裂压力剖面：根据图A - 1，地层

4、压力梯度的当量钻井液密度由1.00g/cm 3 变为 1.10g/cm 3 的井深按以下规律取值：H=3000 + 4 X 100 + 学号的后二位数字X 3(m4. 设计系数：见表A-2和表A-3 ，其他数据查钻井手册(甲方)和参考书。5. 水力参数设计数据见表A-4。6. 钻柱设计数据见参数书2。1 ”7. 完井方式：先期裸眼完井，? 177.8mm(7 )生产套管。附录1.地质概况表A-1井别探井井Q号A5设计井深目的层j井坐标地面海拔m50纵()m4275165位测线位置横(y )地理位置构造位m20416485置504和45地震测线交点钻占探目的1XX省XX市东500mXX凹陷了解X

5、X构造QJ含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源'k'k'k2完钻原则卜进入Qj 150m完钻号1底界深度，m -分层厚度， m 1主要岩性描述!_故障提示A280砾岩层夹砂土，未胶结上部砾岩，砂质砾岩，中下部含砾砂渗漏B600320 一UUL渗漏.中上部含砺砂岩、夹泥岩和粉砂质泥UU岩；、卜部砺状砂岩，含砺砂岩、泥岩、粉C11050450L砂质泥_II防塌岩不等厚互层j泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂 岩不等防漏D-1600jl厚互层，泥质粉砂岩砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂防斜岩、含砺防斜E1900300砂岩防漏F32650750泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩 泥岩

6、夹钙质砂岩，夹碳质条带煤线，防斜中部泥防斜、塌、F2J2900250卡卜350150岩夹煤层、卜部泥岩、粉砂岩、泥质 粉砂岩泥岩为主，泥质粉砂岩，中粗砂岩，砂砾岩F2K3150250.间互1!F13500泥岩、泥质砂岩、卜部灰褐色泥岩防漏、喷、卡3650深灰，浅灰色灰岩为主，间夹褐，砖红色泥门QJ屮防庁漏、喷、卡（未穿）岩2.井身”结构设计钻探目1的层为J 灰岩地层，确疋完井方法为先期裸眼完井。油气套官下入 Q J层 3 5m。据 根也质情况，钻达目的层过程中不受盐岩，高压水层等复杂地层影响，故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面（图A - -1）进行。先期裸眼完井方法 层位代3'k&

7、#39;k'k图A-1 地层压力和破裂压力设计系数见表 A-2。表A-2井深结构设计有关系数r-rwkrIN1i a名称数值03 g/cm 0.053 g/cm 0.053 g/cm 0.033 g/cm 0.05AMPa15AMPa201i区域资料统计区域资料统 计卜区域资料统计来源理论计算'理论计算区域资料统计±_A2各层段地层可/L /古钻级.地层ABCDEF3F2JF2KF1QJr A U L/t /Hi2.1可钻性值AA-6J 介0.6krin【，11.39633.57.35.24.9（1）泥浆泵型号与性能表A-4 水力参数设计数据3NB1000钻井泥浆泵（

8、两台，可仅用一台）额定泵压缸套直径（mm）额定泵冲（次分）额定排差（LS ）（Mpa ）12015019.933.11 1* 113015023.4428.25'k'k'k14015016017015015015015027.131.135.440.024.321.218.616.5(2)钻井液性能其它参数地面泵压不超过20MpaKg=1.07*103 Mpa S 1.8 L 1.8环空返速不低于0.7m/s，不高于1.2m/s钻井液塑性粘度0.0047pa.S中国石油大学（北京）远程教育学院期末考试钻井工程学习中心：姓名：学号：关于课程考试违规作弊的说明1、 提交文件

9、中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“ 0”。2、 两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者， 认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“ 0 ”。一、名词解释（每小题5分，共20分）1、井斜方位角答：井斜方位角：某测点处的井眼方向线投影到水平面上，称为井眼方位线，或井抖方位线。 以正北方位线为始边，顺时针方向旋转到井眼方位线上所转过的角度，即井眼方位角。注意，正北方位线是

10、指地理子午线沿正北方向延伸的线段。所以正北方位线和井眼方位线也都 是有向线段，都可以用矢量表示。2、硬关井答：发现井涌后，在节流阀关闭的情况下关闭防喷器。本方法关井最迅速，地层流体侵 入井眼最少。 但在防喷器关闭期间，由于环空流体由流动突然变为静止，对井口装置将产生水击作用。 其水击波又会反作用于整个环空，也作用于套管鞋处及裸眼地层。严重时，可能损害井口装置，并有可能压漏套管鞋处地层及下部裸眼地层。3、欠平衡钻井答：所谓欠平衡压力钻井，即在钻井过程中允许地层流体进入井内，面得到控制。其主要标志为井底有效压力低于地层压力。由此可见，循环出井，并在地1.0 的油采用密度低于1.0g/cm，的钻井液

11、钻井，未必是欠平衡钻井，而在压力系数低于 气藏进行欠平衡钻井则必须采用低密度钻井液。实际上欠平衡钻井既可以在低压油气藏进行，只要满足欠平衡压力条件，也可以在较高地层压力且井眼稳定的油气藏进行。iniiT I r答：岩石可钻性是岩石抗破碎的能力。件下岩石抵抗钻头破碎的能力。I可以理解为在一定钻头规格、可钻性的概念，已经把岩石性质由强度、硬度等比较一般性类型及钻井工艺条的概念， 引向了与钻孔有联系的概念，在实际应用方面占有重要的地位。通常钻头选型、制4. 岩石的可钻性'k'k'k定生产定额、确定钻头工作参数、预浏钻头工作指标等都以岩石可钻性为基础。、简答题（每小题10分，共

12、40分）1. 钟摆钻具组合的防斜原理答：钟摆钻具原理如图所示。当钟摆摆过一定角度时，在钟摆上会产生一个向回摆的力Gc，称作钟摆力，Gc=G.sina。该扶正器支撑在井壁上，个钟摆力。此钟摆力的作用使下部钻柱悬空，则该扶正器以下的钻柱就好像一个钟摆，使钻头切削井也要产生一显然，钟摆摆过的角度越大，钟摆力就越大。如果在钻柱的下部适当位置加一个扶正器，壁的下侧，从而使新钻的井眼不断降斜。2. 钻井液的功用答：钻井液在钻井中的重要性是通过它在钻井过程中的功用表现出来的。钻井液通过以下路线沿井眼周而复始地循环。钻井液在钻杆内向下循环，通过钻头水眼流出，经过井壁（或套管）和钻杆的环形空间上返。钻井液携带着

13、钻屑经过振动筛，钻屑留在筛布上面，钻井液流经钻井液槽到钻井液池。去掉钻屑后的钻井液被钻井泵从钻井液池吸入并泵入钻杆内，开始下一个循环。在该循环过程中，钻井液具有以下功用。1）从井底清除岩屑，经钻头破碎下来的岩石碎屑叫钻屑或岩屑，随着钻井过程的不断进行，必须将井底的岩屑及时地清除出去，以利于提高钻速和减少钻井事故。虽然重力倾向于使钻屑向井底滑落，知果钻井液在环形空间向上的流速大于滑落速度，则岩屑就可被带出井眼。清除钻屑的效率与钻井液的密度、钻井液的粘度和切力、钻井液的流型等因素有关2）冷却和润滑钻头及钻柱，钻进中，钻头摩擦部分以及钻柱与地层接触处会产生很大热量，这些热量很难由地层传递出去，但热量

14、从摩擦部位传到钻井液中后，随着循环该热量就会被带到地面大气中。钻井液中加有各种类型的添加 #1，尤其是润滑齐类，钻井液具有好的润滑性能，这有利于减少扭矩、延长钻头寿命、降低泵压、提高钻速。3）造壁性能，性能良好的钻井液在井壁上形成一层比地层渗透性低得多的滤饼，一方面巩固井壁，防止井壁坍塌，同时阻止滤液进入地层。在钻井液中加 入膨润土并进行化学处理，改善膨润土的颗粒度分布，增加钻井液中胶体颗粒含量，可使钻井液的造壁性能得到改善。4）控制地层压力。地层压力的合理控制，取决于钻井液的密度。正常情况下地层的压力为地层水柱产生的压力。一般情况下，钻进过程中混入的钻屑加上水的质量足以平衡地层压力。然而有时

15、存在地层压力异常，不注意会引起井漏或井喷。5）循环停止时悬浮钻屑和加重材料，防止下沉良好的钻井液在循环停止后都具有切力，即具有悬浮钻屑和加重材料的能叫钻井工程理论与技术力，否则这8些固相颗粒沉于井底，造成反复研磨和沉砂卡钻等事故。循环恢复后，钻井液又呈液体状态可把钻屑等粗颗拉带到地面。6) 从所钻地层获得资料，从钻井液携带出的岩屑分析和钻井液中的油气显示，可以判断所钻地层是否含油气资源。从钻井液性能变化和滤液分析可以知道是否钻遇到岩盐层、盐膏层和盐水层等。7) 传递水力功率，钻井液是将有用的水功率从地面传递到钻头及井底动力钻具的媒介 钻井液的类型、排量、流动特性和固相含量等是影响水力功率传递的

16、重要因素。3. 射流清洁井底的机理答：射流对井底的清洗作用，射流撞击井底后形成的井底冲击压力波和井底漫流是射流对井底清洗的两个主要作用形式。(1) 射流的冲击压力作用。射流撞击井底后形成的冲击压力波并不是作用在整个井底，而是作用在小圆面积上。就整个井底而言，射流作用的面积内压力较高，而射流作用的面积以外压力较低。在射流的冲击范围内。冲击压力也极不均匀，射流作用的中心压力最高，离开中心则压力急剧下降。另外，由于钻头的旋转，射流作用的小面积在迅速移动，本来不均匀的压力分布又在迅速变化。由于这两个原因。使作用在井底岩屑上的冲击压力极不均匀，极不均匀的冲击压力使岩屑产生一个翻转力矩，从而离开井底。这就

17、是射流对井底岩屑的冲击翻转作用。(2) 漫流的横推作用。射流撞击井底后形成的漫流是一层很薄的高速液流层，具有附面射流的性质。 研究表明， 在表面光滑的井底条件下，最大漫流速度出现在小于距井底0. 5mm的高度范围内，最大漫流速度值可达到射流喷嘴出口速度的50%-80%贲.嘴出口距井底越近，井底漫流速度越高。正是这层具有很高速度的井底漫流，对井底岩屑产生一个横向推力，使其离开原来的位笠.而处于被钻井液携带并随钻井液一起运动的状态。因而，井底漫流对井底清洗有非常重要的作用。4. 钻柱的功用(1)为钻井液由井口流答：(一)钻柱的功用，钻柱在钻井过程中的主要作用:向钻头提供通道；（2）_给钻头施加适当

18、的压力（钻压），使钻头的工作刃不断吃入岩石；（3）把地面动力（扭矩等）传递给钻头，使钻头不断旋转破碎岩石；（4）起下钻头;（5）根据钻柱的长度计算井深。2.钻柱的特殊作用，（1）通过钻柱可以观察和了解钻头的工作情况、井眼状况及地层情况等；（2）进行取心、挤水泥、打捞井下落物、处理井下事故等特殊作 业；（3）对地层流体及压力状况进行测试与评价，即钻杆浏试，又称中途测试。三、课程设计（共40分）设计任务：XX油区XX凹陷一口直井生产井的钻井与完井设计。1 地质设计摘要1.1 地质概况该探井位于504和45地震测线交点，距 XX省XX市东500m，所在的地质构造为 XX凹陷，该井海拔较低，钻该井目的

19、是通过打开Q J层来了解该层的油气情况矿大该油区的勘探范围，增加油区的总体油气后备储量。表A-1井别探井井号 A5设计井深目的层Q j地面海拔m50坐标纵（）m4275165井横（y ）m20416485测线位置504和45地震测线交点位地理位置XX省XX市东500m构造位置XX凹陷了解XX构造 含油气情况，扩大勘探区域，增加后钻探目的QJ备油气源完钻原则进入Q 150m完钻完井层位代号方法'底界深度，m先期裸眼'分层厚度，m 11主要岩性描述故障提 示 tl*'k'k'k102806003201050450砾岩层夹砂土，未胶结上部砾岩，砂质砾岩，中下部

20、含砾砂 岩中上部含砺砂岩、夹泥岩和粉砂质泥 岩；下部砺状砂岩，含砺砂岩、泥岩、粉 砂质泥岩不等厚互层泥岩、砂质泥岩、砺状砂岩、含砺砂 岩不等渗漏渗漏防塌防漏1600厚互层，泥质粉砂岩砂质泥岩、泥质粉砂岩、夹砺状砂 岩、含砺防斜防斜1900300砂岩防漏2650750F2J2900250F2K3150250F135003503650QJ（未穿）150泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩 泥岩夹钙质砂岩，夹碳质条带煤线， 中部泥岩夹煤层、下部泥岩、粉砂岩、泥质 粉砂岩泥岩为主，泥质粉砂岩，中粗砂岩， 砂砾岩间互防斜防斜卡塌、F部灰褐色泥岩1.2地质基本数据1.2.1 井号：A51.2.2 井别：生产井1.

21、2.3 井位: 井位座标：纵（X）4275165横（丫） 20416485地面海拔:50m地理位置:XX省XX市东500m构造位置:XX凹陷过井测线:504和45地震测线1.2.4 设计井深一深岩、泥灰色灰、为主，间夹褐，砖防漏、喷、卡红色泥交点H=3000+4 X 100+67 X 3=3601m（学号：929167 ）1.2.5 目的层： Q J层，底层深度 3601m，分层厚度 150m1.2.6完钻层位：A、B、C、D E、F3、F2J、F2K F1、QJ1.2.7完钻原则：先期裸眼完井防漏、喷、卡128 钻探目的：了解XX构造J含油气情况，扩大勘探区域，增加后备油气源11井身结构设计

22、2.1井下复杂情况提示2.1.1在本井的钻井过程中，现场有关技术人员应充分了解、分析邻井事故复杂情况，防止事故的发生，及时处理好工程复杂。注意观察地震对钻井的影响:井漏：井漏深度及层位;|井斜：易斜井段及对应层位;井喷：易井喷井段及对应层位。2.1.2进入目的层,应根据实钻情况及时调整泥浆密度，注意防喷、防漏和防卡，一方面要搞好油气层的发现，保护工作，另方面要切实搞好井控工作，确保安全施工。2.1.3 根据xx油田分公司钻开油气层申报制度要求，由地质监督以书面形式向钻井监督和井队提出油气层预告；原则:1）钻揭目的层前| 72） 目的层提前或非目的层发现油气显示要立即通知。3）邻井没有发现H2S

23、气体，但本井应密切监控。行业标准中H2S的安全临界浓度为20mg/m3 （约14PPm）,若发现H2S，无论浓度高低，都要向勘探事业部的钻井技术部及HSE管理办公室、生产技术处和质量安全环保处报告，同时作业队伍要向所属的上级部门报告2.2地层可钻性分级及地层压力预测2.2.1地层可钻性分QJ层 ABCDEF3F2JF2KF1可钻性值0.61.392.163.57.35.24.9122.2.22.3BL6 LT I压力剖面预测20j 1HOD1600c*01Id 7TT"井身结构设计系数JOG3© M根据地质情况钻达钻探目的层为灰岩地层，确定完井方法为先期裸眼完井目的层过程中

24、不受盐岩，高压水层等复杂地层影响，故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面进行。井深结构设计系数如下表所示名称S3g/cmS3g/cmSf3g/cms3g/cmPNFaMPaMPa数值0.050.05 10.030.05 1520 1* A%AAC9区域资料区域资料区域资料区域资料来源理论计算理论计算统计统计统计统计钻井液的i压力体系最大钻井液密度J r |1 X1| l/V 4L|tj'k'k'k13(2-1)maxpmlbx式中Pmax 某层套管钻进井段中所用最大泥浆密度，g/cm3pmax该井段中所用地层孔隙压力梯度等效密度，g/cm3 ；Sb 抽吸压力允许值的当量

25、密度，取0.036 g/cm发生井涌情况Hpmax Sk fnk = pmax + Sb +Sf +(2-2)fnk0 P_H ni第n层套管以下井段发生井涌时，在井内最大压力梯度作用下，上部地层不被压裂所应有的地层破裂压力梯度，g/cm3 ；H ni 第n层套管下入深度初选点，mSk 压井时井内压力增高值的等效密度，取0.06 g/cm 3 ； s f 地层压裂安全增值，取0.03 g/cm 3。校核各层套管下到初选点时是否会发生压差卡套Pr 29.81 H mm(pmaxSbpmin )10(2-3)prn 第n层套管钻进井段内实际的井内最大静止压差，MPap min该井段内最小地层孔隙压

26、力梯度等效密度,g/cm3 ；Hi井深H=3601m,所以油层套管下入深度1H =3601m。P 避免发生压差卡套的许用压差，取12 MPa;H mm 该井段内最小地层孔隙压力梯度的最大深度，mA套管层次的确定1. 确定油层套管下入深度2. 确定第技术套管下入深度H 2初选点H2i试取 H 2i =310 m参考临井基本参数f 310 =1.60g/cmpma x=1.12 g/cm由公式3-2f2k =1.12+0.036+0.03+36010.060310f2k =1.883 (g/cm 3 )因为 f2k <f 950且相近，则初选点下入深度l-bi =310 m 。(2)校核 H

27、z =310 m在此井段，Apma x=1.12 g/cm3pmin =0.85g/cm, H mm=163 m。由公式3-3APr 2 =9.81 163 X (1.12+0.036-0.85)10Pr 2 =0.17126(MPa)4 A因为P r 2 < P,所以不会产生压差卡套则确定此级套管的下入深度310m。3. 确定第表层套管下入深度H 3(1) 试取 H3i =80 m参考临井基本参数，pmax =0.85 g/cmf 80 =1.50g/cm参考邻井资料的钻井液性能指标的数据:在0-163m的井段上钻井液的密度范围为1.1-1.2g/cm3,在这里我们试取钻井液密度为1.

28、15g/cm由公式3-2 和3-1310160f3k =1.15+0.03+80f3k =1.4125(g/cm3 )15因为 f3k < （f 200且相近，则初选点下入深度H3i =40m。 校核H 3i =80m在此井段， pmax =0.85 g/cm , pmin =0.85 g/cm ,H mm=80 m。Ik<由公式3-3Pr3 =9.8180 （1.2-0.85）10 套管柱强度设计3.1 油层套管柱设计3.1.1 按抗外挤强度设计由下向上选择第一段套管d =pc1Sd =1.1569.81200010 31.125d =25.515 MPa查钻井手册（甲方），选择

29、第一段套管16Pr3 =0.27468（MPa）80因为Pr3 < P,所以不会产生压差卡套，则确定此级套管下入深度为m。套管尺寸与井眼尺寸的选择与配合1 .查钻井手册（甲方），选择以下钻头与套管如下:表2-1钻头与套管的选择套管外径井号SJ0089项目-表层.钻头尺寸（mm） 1444.5下深(m)80(mm)339.7SJ0089技术215.9310244.5SJ0089油层215.92000139.7钢级外径壁厚（mrj）均重抗拉强度k.抗挤强度内径(mm(kg/m)(t)（MPa）(mm)J-55139.76.9923.07100.727.855125.73.1.2确定第二段套管

30、的下入深度和第一段套管的使用长度1.查钻:井手册（甲方），选择第二段殳套管表3-2第二段套管钢级选择|钢级外径壁厚（mm）均重|抗拉强度,抗挤强度内径| (mm(kg/m)(t)（MPa）(mm)J-55139.76.220.8385.721.512127.3表3-1第一段套管钢级选择D 21686.17 m1.1251.1560.00981D2 =1618.17(m)第一段套管使用长度1 = D 1 -D2 =2000-1618实际取 D2 =1618(m)17Li =382 (m)圆整进到390 m2.双轴应力校核z LqK B39023.079.81 10 3 1.1567.85=12.

31、998KN查钻井手册（甲方）s =1103.2KN12.9980.011781103.2gD2 S D1.1560.00981 1610 1.125 =20.54KNt27.8550.964526.866S故pgD2&七S5 x « 昨.满足双轴应力校核3.抗拉强度校核1414mZSt12.998 1.823.39 <987.5t-RO钢级确定第二段使外径用长度和第一"壁厚段可下入深度表3-3均重第三段套管钢抗拉强度级选择抗挤强度内径(mm(mm(kg/m)(t)(MPa )(mr)H- 40139.76.220.835918.064127.3满足抗拉强度要求

32、。18.046D 31.156 0.009811.125实际取 Da =1414(m)第二段使用长度 L 2 = D 2 - D 3 =1618-1414=204(m),取第二段套管的长度200m；2. 双轴应力校核z LqK B +12.9982000.2043 0.85 12.99847.729KN 駅 *查钻井手册(甲方)S =987.5KNz47.729G故0.0483S987.54|0gD3 Sd±1.1560.00981 141416.045tp21.512 .0.9612.20.67 二S0n'k'k'k18一故 pgD2&X 满足双轴应

33、力校核3. 抗拉强度校核ZSt47.729 1.885.912840.7'k'k'k满足抗拉强度要求。3.1.4确定第三段使用长度和第四段可下入深度表3-3 第三三段套管钢级选择钢级外径壁厚均重抗拉强度抗挤强度内径(mm(mm(kg/m)(t)（MPa）(mm二13.0367二按计算D41021 m1.156 0.009811.125L3=D4-D3=393m在这里我们取 L3=400m1. 抗拉强度校核由公式z LqK B +47.729rt 4000.2043 0.8547.729118.52 KN2. 抗拉强度校核1.8213.39 578.3ZSt118.52满

34、足抗拉强度要求。*Al 2L3 2000-390-200-400=1010®所以第四段套管的长度为丄4 =L L 13校核第四段套管第四段套管主要所受最大的拉应力抗拉强度校核：z LqK b +118.52'k'k'k19=1010 0.20430.85 +118.52=293.91<578.3KN.井口内压校核：pri29.441SiPigD29.4411.298 1.121.156 0.00981 2000满足井口内压校核，所以满足要求3.2 技术套管柱的设计技术套管段的最大钻井液密度为1.15 g/cm 3p c1 =1.1569.83101.12

35、5井深（m钢级单位重量壁厚内径（mn）抗拉强度1 1(kg/m)'(mm(t)120-310H- 4047.627.72228.6115.2选取的抗挤强度为9.446 MPai.，故满足抗挤强度校核。1.抗拉强度校核p c1 =3.95 MPa查钻井手册（甲方），选择第一段套管z LqK B抗挤强度2(kg/cm )96.33100.467 0.85123.05KNt剧 z寻St 231.16 1.8416.1911.9满足抗拉强度要求。ti2.井口内压校核pri15.65115.651si4.45 1.12pigD 1.156 0.00981 310满足井口内压校核，技术套管设计完毕

36、。20，选择第一段套管井深外径抗拉强抗挤强度钢级壁厚均重度(kg/m(m)(mm(mr)0-80H- 40339.78.3871.43146.152)2(kg/cm表3.3层套管柱的设计查钻井手册（甲方）表层套管段的最大钻井液密度为1.15 g/cm 3内径(mm323p c1 =1.159.8180 1.125选取的抗挤强度为5.102 MPa1. 抗拉强度校核z LqK B800.700147.61KNSt47.61Z 1.82. 井口内压校核pn 11.928SipigD 1.15p c1 =1.015 MPa故满足抗挤强度校核0.8585.69 578.3满足抗拉强度要求。11.928

37、13.21 1.120.00981804钻柱组合和强度设计4.1 钻铤的设计根据五兹和鲁宾斯基理论得出，允许最小钻铤的最小外径为：允许最小钻铤 外径=2倍套管接箍外径-钻头直径。钻铤长度取决于选定的钻铤尺寸与所需钻铤重量。'k'k'k214.1.1 所需钻铤重量的计算公式m%Sf(4-1 )K bm所需钻铤的重量，kN ;W所需钻压；Sf 安全系数,此取Sf =1.2；& 浮力系数；L c所需钻铤的长度，m ;L dp 所需钻杆的长度，m ；q c每次开钻所需钻铤单位长度重量；N每次开钻所需钻铤的根数；每根钻铤的长度 9.1 m 。4.1.2 计算钻柱所受拉力的

38、公式1. 钻柱所受拉力P= ( L dp q dp + L c q dp ) Kb(4-2 )P钻柱所受拉力，kN ；P 外挤= d g L(4-3 )P外挤 一一钻杆所受外挤压力，MPa。4.2 钻铤长度的计算4.2.1一次开钻钻具组合1 .钻铤长度的确定选钻铤外径 203.2mm，内径 71.4mm, q c =2190N/m。此时 K b =0.858 , W=40KNL c= SNW=1.240 =25.54mqckb2.190.858从而实际用3根，实际长度39.1=27.3(m2. 钻杆长度计算及安全校核钻杆外径 139.7mm，内径 121.4mm, q=319.71N/m，钢级

39、 E 级 Fy =1945.06KN ,St =1.3(1 )安全系数校核：Fai =0.9 F y / S t =0.91945.06/1.3=1346.58KNI I(2) 卡瓦挤毁校核Fa 2 =0.9 F y /( y / x )=0.91945.06/1.42=1232.78KN(3 )动载校核：IfjfIfFa3 =0.9 F y -MOP=0.9 1945.06-400=1350.5KN较三种安全校核知卡瓦挤毁校核计算的最小则钻杆 Lp= ( Fa 2 - q c L c K b)/( q K)=4307.08m>80m从而实际用钻杆： 80-27.3=52.7mL校核抗挤

40、度：P 外挤=gh =1.11000 9.8( 80-27.3 )0.568MPa < d =58.21MPa故安全校核所选钻铤及钻杆满足要求。4.2.2 二次开钻钻具组合1 .钻铤长度的确定选钻铤外径 203.2mm，内径 71.4mm，q c =2190N/m。此时 Kb =0.852，W=180KNL c = SN W =1.2 180=115.7mqc kb2.19 0.852从而实际用13根，实际长度139.1=118.3( m)2.钻杆长度计算及安全校核钻杆外径 139.7mm，内径 118.6mm，q=360.59N/m，钢级 E级 Fy =1945.06KN， St =1

41、.3(1) 安全系数校核：Fa1 =0.9 F y / S t =0.91945.06/1.3=1346.58KN(2) 卡瓦挤毁校核Fa 2 =0.9 F y /( y / x )=0.91945.06/1.42=1232.78KN23(3) 动载校核：Fas =0.9 F y -MOP=0.9 1945.06-400=1350.55KN较三种安全校核知卡瓦挤毁校核计算的最小0'XIf则钻杆 Lp= ( Fa 2 - q c L c K b)/( q K)=3294.2m>310m从而实际用钻杆：310-118.3=191.7m校核抗挤度：P 外挤=gh =1.151000 9

42、.8( 310-118.3 )=2.1605MPa< d =58.21MPa故安全校核所选钻铤及钻杆满足要求。4.2.3 三次开钻钻具组合1 .钻铤长度的确定选钻铤外径 152.4mm。q c =1212N/m。此时 Kb =0.839，W=180KNL cS W1.2 180=212.41m=N =q k b1.212 0.839从而实际用24根，实际长度249.1= 218.4(m2.钻杆长度计算及安全校核钻杆外径 127mm,内径 112mm q=237.73N/m，钢级 E 级 Fy =1760.31KN，S =1.3(1 )安全系数校核：Fa1 =0.9 F y / S t =0.91760.31/1.3=1218.676KN(2)卡瓦挤毁校核Fa 2 =0.9 F y /( y / x )=0.91760.31/1.42=1115.68KN(3) 动载校核：Fa3 =0.9 F y -MOP=0.9 1760.31 -400=1184.279KN较三种安全校核知卡瓦挤毁校核计算的最小则钻杆 Lp= ( Fa 2 - q c L c K b)/( q K)=4480.17m>2000m从而实际用钻杆：2000-218.4=178