钻柱和井身结构的设计及应用
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
25
25
套管尺寸与井眼尺寸选择
1. 设计中考虑的因素
生产套管尺寸应满足采油方面要求。根据生产层的产能、油管大小、增产措施及 井下作业等要求来确定。 对于探井，要考虑原设计井深是否要加深，地质上的变化会使原来的预告难于准 确，是否要求井眼尺寸上留有余量以便增下中间套管，以及对岩心尺寸要求等。 要考虑到工艺水平，如井眼情况、曲率大小、井斜角以及地质复杂情况带来的问 题。并应考虑管材、钻头库存规格等的限制。
超拉余量法 安全系数法
考虑卡瓦挤毁钻杆的设计系数法
7
7
钻杆柱的设计与计算
抗挤强度：钻杆测试或被迫用钻杆完井，当钻杆内被掏空，而管外 是钻井液柱，或钻杆内有密度较低的地层流体，管内外的压差必然 对钻杆造成一个外挤力。为防止钻杆管体被挤扁，钻杆柱受最大挤 压力处的挤压力应小于该处钻杆的最小抗挤压力，确定允许外挤压 力应除以适当的安全系数：
10
10
临界转速的限制
引起钻柱振动的临界转速是造成钻杆弯曲、过度磨损、迅 速损坏和疲劳失效的原因。 临界转速随钻柱和钻铤的长度、规格以及井眼尺寸不同而 变化。 现场试验证明：在临界状态下维持一个恒定的转速转动需 要过大的动力，指重表会有显示。这种情况再加上地面观 察到的振动（跳钻）现象便能提醒钻井人员：钻柱转速处 于临界范围之内。
钻铤长度的确定
5
5
钻杆柱的设计与计算
抗拉强度：按静态拉伸载荷进行的钻柱抗拉强度设计的目的是要 求最上部的钻杆有足够的强度来承受全部钻柱（包括钻杆、钻铤 、稳定器、钻头等）在钻井液中的重量。该载荷可按下面的公式 计算（钻头、稳定器的重量计入钻铤重量）。
6
6
钻杆柱的设计与计算
抗拉强度设计应同时用三种方法进行抗 拉强度计算：
20
20
主要内容
钻柱设计 海洋常用钻具组合 井身结构设计 海洋常用井身结构
21
21
井身结构设计
定义
套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸（钻头 尺寸）与套管尺寸的配合。
目的
保证安全、优质、快速和经济的钻至目的层。
内容
① 下入套管层数； ② 各层套管的下入深度； ③ 选择合适的套管尺寸与钻头尺寸组合。
钻柱和井身结构的 设计及应用
徐荣强
中海石油基地集团监督监理技术公司
2006年12月5日
主要内容 钻柱设计及强度校核 海洋常用钻具组合 井身结构设计及强度校核 海洋常用井身结构
2
2
钻柱组成
钻杆：普通钻杆和加 重钻杆； 钻铤、稳定器、随钻 震击器、减震器、扩 眼器等； 马达、 MWD、LWD 等。
3
8-1/2"
一开造斜钻进
二开钻进
钻馆陶底砾岩
12-1/4"
水平井钻进 通 井
常规定向井井 三开钻进 水平井段钻进ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ通 井
8-1/2"PDC+6-3/4" 旋转导向工具+6-3/4"LWD+6-3/4"MWD+6-1/2"NMDC+ 6-1/2"F/V+6-1/2"(F/J+JAR)+5"HWDP14 8-1/2"BIT+STB+6-1/2"DC1+STB+6-1/2"DC2+6-1/2"F/V+6-1/2"(F/J+JAR)+5"HWDP14
26
套管尺寸与井眼尺寸选择
81/2
27
27
隔水导管
套管柱种类
常用尺寸为30"、24"和20"，入泥深度一般为30～100米。 其作用是隔离海水，建立循环通道、抵抗海流冲击、安装井口头并支撑防喷器组和井口头 以下导管承受表层以下各层套管柱的重量。
22
22
井身结构设计的主要原则
能有效的保护油气层，使不同压力梯 度的油气层不受钻井液损害。 能避免漏、喷、卡等复杂情况发生， 为全井顺利钻进创造条件，缩短钻井 周期。 钻下部高压地层时所用的较高密度钻 井液产生的液柱压力，不致压漏上一 层套管鞋处薄弱的裸漏地层。 下套管过程中，井内钻井液液柱压力 与地层压力之差，不致产生卡套管事 故。 满足采油气工艺和增产措施的要求。
8
8
钻杆柱的设计与计算
抗内压强度：钻杆也会偶然地承受净内压力。钻杆屈服所需的抗内压
力理论值，用一个适当的安全系数去除它，就得到许用净内压力。
抗扭强度
目前钻柱强度校核多用软件计算： Landmark及其它工程计算软件。
9
9
钻柱操作极限的问题
对浮式钻井船的有关限制
产生钻柱疲劳破坏的原因：（1）转盘中心不能始终 准确地对准水下井口的中心；（2）井架不能始终 保持垂直而跟随着浮式钻井平台左右摇摆和前后颠 簸。 降低钻柱疲劳破坏的推荐作法 ：根据Hansford和 Lubinski合著的论文，《钻井船纵摇或横摇对方钻 杆和钻杆疲劳的影响》推荐采用下述作法把由于浮 式钻井船的纵摇和／或横摇造成的弯曲和第一节钻 杆的疲劳减小到最低限度。
通 井
五开钻进 19
19
常用开发井钻具组合
钻头尺寸 钻 具 组 合 功 能
17-1/2"PDC+9"F/V+9"NMDC1+9"DC1+17-1/2"STB+8"DC1+8"(F/J+JAR) +X/O+5"HWDP
17-1/2" 一开钻进
17-1/2"PDC+9-5/8"PDM(1.50°)+16-3/4"STB+8"NMDC+MWD+8"NMDC+8"F/V +8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP 12-1/4"PDC+9-5/8"PDM(1.5°)+ （10-1/2"～12"）STB+8"NMDC+MWD+8"S.NMDC +8"F/V+8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP14 12-1/4"Cone BIT+9-5/8"PDM(1.15°)+ （10-1/2"～12"）STB+8"NMDC +MWD+8"S.NMDC+8"F/V+8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP14 12-1/4"PDC+9-5/8"PDM(1.15°)+ （10-1/2"～12"）+8"NMDC+MWD+LWD+8"S.NMDC +8"F/V+8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP14 12-1/4"BIT+12"STB+8"DC1+12"STB+8"DC2+8"F/V+8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP14 8-1/2"PDC+6-3/4"PDM(1.15°)+8"STB+6-1/2"NMDC+MWD+6-1/2"NMDC +6-1/2"F/V+6-1/2"(F/J+JAR)+5"HWDP14
通常采用改变转速和钻压的方法来消除振动（跳钻）现象。
11
11
打捞技术的操作极限与计算
遇卡
在正常情况下提起被卡的钻杆柱时不应超过由API钻杆的分类系统所导 出的极限载荷 ； 在提起遇卡的钻杆时，应考虑由于钻杆悬挂在钻井液中的自重引起的伸 长量，并用适当的公式计算钻杆自由状态和遇卡时的伸长量。 在拉力作用下被卡钻杆柱的伸长量和自由长度之间的关系为：
一开钻进
二开钻进
三开钻进
四开钻进
12-1/4" 12-1/4"CONE-BIT+X/O+8"DC1+12-1/4"STB+8"F/V+8"DC2+12-1/4"STB +8"DC3+8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP14 8-1/2" 8-1/2"PDC-BIT+6-3/4"PDM(1°/螺旋翼扶正器209mm)+8-1/2"STB+6-1/2"F/V +6-1/2"DC5+6-1/2"(F/J+JAR)+5"HWDP14
23
套管柱设计的原则
根据套管柱在井内所受的外载，正确选择套管的钢级 和壁厚，使之既要有足够的强度，以保证下入井内的 套管不断、不裂、不变形，又要符合节约钢材、降低 成本的目的。 轴向拉力
① 套管本身自重产生的轴向拉力 ② 井眼弯曲产生的附加拉力 ③ 套管内的水泥浆使套管柱产生的附件拉力 ④ 其它附加拉力。
12
12
打捞技术的操作极限与计算
震击 求被卡钻杆柱的扭转和拉伸组合下的最大扭矩：
13
13
钻杆的双轴载荷
在深井、超深井应考虑钻杆要承受双轴载荷一一拉伸载荷和挤压 力的作用。 钻杆的抗挤强度与套管一样应进行修正，利用双轴应力椭圆圈可 求出在拉伸载荷作用下钻杆的抗挤强度与无拉伸载荷时抗挤强度 （名义抗挤强度）的比值。
16
16
主要内容
钻柱设计 海洋常用钻具组合 井身结构设计 海洋常用井身结构
17
17
常 用 5” 钻 杆 性 能
18
18
常用探井钻具组合
钻头尺寸 钻 具 组 合 功 能
36" 26" 17-1/2"
26"CONE-BIT(RING)+36"HOLE-OPENNER +9”DC3+X/O+8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP 26"CONE-BIT(RING) +F/V+9"DC2+X/O+26"STB+X/O+8"DC4+8"(F/J+JAR) +X/O+5"HWDP14 17-1/2"PDC-BIT+X/O+9-5/8"PDM(0.75°/螺旋翼扶正器438mm)+9"S.DC1+171/2"STB+8"F/V(RING)+8"DC4+8"(F/J+JAR)+X/O 12-1/4"PDC-BIT+9-5/8"PDM(0.75°/螺旋翼扶正器305mm)+9"S.DC1+X/O +12-1/4"STB+8"F/V(RING)+8"DC5+8"(F/J+JAR) +X/O+5"HWDP14
14
14
井斜的限制
疲劳损坏——狗腿严重度的限制
纯疲劳损坏一一这种损坏事先没有 任何明显的原因； 伤痕疲劳损坏一一伴随着机械伤痕 而产生的损坏； 腐蚀疲劳损坏——由腐蚀引起初始 伤痕的损坏。
计算方法
15
15
防斜钻直井的工艺技术
掌握和了解作业海区的地质情况 制定合理的井斜控制计划 严格执行技术措施，打直上部浅井段： 待平潮开钻；海底底盘安装必须按标准要求，保证安装质量。 尽量采用大尺寸钻铤和增加钻铤长度，采用大钟摆钻具控制 ； 控制钻压，在钻26英寸井眼时钻压控制在钻铤重量的30～40％，在钻171／2 英寸井眼时钻压可控制在钻铤重量的40～50％； 加强测斜，及时掌握井斜变化，以便调整防斜措施； 坚持短途起下钻，保持井眼规则，防止井塌和缩径，清除卡钻隐患，保证防 斜钻具组合的顺利工作。 带纠斜钻具，如：Power-Vertical。 采用不同的下部钻具组合： 能有效地控制井斜全角变化率及井斜角，从而保证井身质量。 钻头工作的稳定性高，能施加较大的钻压，有利于提高钻速。 组合应尽量简化，有利于顺利起下钻和降低防斜费用。 在易斜海区使用PDC钻头。
2. 套管和井眼尺寸的选择和确定方法
确定井身结构尺寸一般由内向外依次进行，首先确定生产套管尺寸，再确定下入 生产套管的井眼尺寸，然后确定中层套管尺寸等，依此类推，直到表层套管的井 眼尺寸，最后确定导管尺寸。 生产套管根据采油方面要求来定。勘探井则按照勘探方要求来定。 套管与井眼之间有一定间隙，间隙过大则不经济，过小会导致下套管困难及注水 泥后水泥过早脱水形成水泥桥。间隙值一般最小在9.5‾12.7mm(3/8‾1/2in)范围 26 ，最好为19mm（3/4in）。
3
钻杆柱的设计与计算
设计参数： 预计钻柱下入的总深度； 井眼尺寸； 预计的钻井液密度； 要求的抗拉安全系数或超拉极限。 要求的抗挤安全系数。 钻铤的长度、外径、内径和单位重量。 要求的钻杆规格和检验等级。
4
4
钻柱设计与计算
钻铤的位置
鲁宾斯基 “中性点”理论，即以钻柱不受拉力和不受压力的中性 点为界将钻柱分为上下两段，上段钻柱在钻井液中的重量等于 大钩载荷，下段钻柱在钻井液中的重量等于钻压。设计确定钻 铤长度时应保证中性点始终处于钻铤柱上。
外挤压力：载API常规套管柱设计中按照最危险情况考虑，即认 为套管内没有液柱压力的全掏空状态。 内压力
24
24
井身结构的要求
保证井眼系统压力平衡，不出现喷漏同在一裸眼中，即钻下部高压地层时用 的较高密度的钻井液产生的液柱压力，不会压漏上部裸露的地层。 井内钻井液液柱压力和地层压力之间的压差不宜过大，以免发生压差卡钻。 为保证安全钻进，必须用套管封住复杂地层井段，如易漏、易垮塌、易缩径 和易卡钻等井段。 探井，特别是地层压力还没有被掌握的井，应设计一层套管作为备用，以保 证井眼能够钻到设计的深度。 对钻探多套压力系统的井，应采用多层套管程序，以保护油气层不受钻井液 污染和损害。 对高压油气井，套管应下至高压油气层顶部；对占潜山油气井，套管应下至 风化壳层顶部。 如果海底调查资料证实有浅层气，原则上应要求地质部门更改井位，避开浅 层气，否则应具备井眼控制能力才钻开，设计的套管坐于浅气层的顶部，安 装好井口控制系统之后才钻开。
25
套管尺寸与井眼尺寸选择
1. 设计中考虑的因素
生产套管尺寸应满足采油方面要求。根据生产层的产能、油管大小、增产措施及 井下作业等要求来确定。 对于探井，要考虑原设计井深是否要加深，地质上的变化会使原来的预告难于准 确，是否要求井眼尺寸上留有余量以便增下中间套管，以及对岩心尺寸要求等。 要考虑到工艺水平，如井眼情况、曲率大小、井斜角以及地质复杂情况带来的问 题。并应考虑管材、钻头库存规格等的限制。
超拉余量法 安全系数法
考虑卡瓦挤毁钻杆的设计系数法
7
7
钻杆柱的设计与计算
抗挤强度：钻杆测试或被迫用钻杆完井，当钻杆内被掏空，而管外 是钻井液柱，或钻杆内有密度较低的地层流体，管内外的压差必然 对钻杆造成一个外挤力。为防止钻杆管体被挤扁，钻杆柱受最大挤 压力处的挤压力应小于该处钻杆的最小抗挤压力，确定允许外挤压 力应除以适当的安全系数：
10
10
临界转速的限制
引起钻柱振动的临界转速是造成钻杆弯曲、过度磨损、迅 速损坏和疲劳失效的原因。 临界转速随钻柱和钻铤的长度、规格以及井眼尺寸不同而 变化。 现场试验证明：在临界状态下维持一个恒定的转速转动需 要过大的动力，指重表会有显示。这种情况再加上地面观 察到的振动（跳钻）现象便能提醒钻井人员：钻柱转速处 于临界范围之内。
钻铤长度的确定
5
5
钻杆柱的设计与计算
抗拉强度：按静态拉伸载荷进行的钻柱抗拉强度设计的目的是要 求最上部的钻杆有足够的强度来承受全部钻柱（包括钻杆、钻铤 、稳定器、钻头等）在钻井液中的重量。该载荷可按下面的公式 计算（钻头、稳定器的重量计入钻铤重量）。
6
6
钻杆柱的设计与计算
抗拉强度设计应同时用三种方法进行抗 拉强度计算：
20
20
主要内容
钻柱设计 海洋常用钻具组合 井身结构设计 海洋常用井身结构
21
21
井身结构设计
定义
套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸（钻头 尺寸）与套管尺寸的配合。
目的
保证安全、优质、快速和经济的钻至目的层。
内容
① 下入套管层数； ② 各层套管的下入深度； ③ 选择合适的套管尺寸与钻头尺寸组合。
钻柱和井身结构的 设计及应用
徐荣强
中海石油基地集团监督监理技术公司
2006年12月5日
主要内容 钻柱设计及强度校核 海洋常用钻具组合 井身结构设计及强度校核 海洋常用井身结构
2
2
钻柱组成
钻杆：普通钻杆和加 重钻杆； 钻铤、稳定器、随钻 震击器、减震器、扩 眼器等； 马达、 MWD、LWD 等。
3
8-1/2"
一开造斜钻进
二开钻进
钻馆陶底砾岩
12-1/4"
水平井钻进 通 井
常规定向井井 三开钻进 水平井段钻进ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ通 井
8-1/2"PDC+6-3/4" 旋转导向工具+6-3/4"LWD+6-3/4"MWD+6-1/2"NMDC+ 6-1/2"F/V+6-1/2"(F/J+JAR)+5"HWDP14 8-1/2"BIT+STB+6-1/2"DC1+STB+6-1/2"DC2+6-1/2"F/V+6-1/2"(F/J+JAR)+5"HWDP14
26
套管尺寸与井眼尺寸选择
81/2
27
27
隔水导管
套管柱种类
常用尺寸为30"、24"和20"，入泥深度一般为30～100米。 其作用是隔离海水，建立循环通道、抵抗海流冲击、安装井口头并支撑防喷器组和井口头 以下导管承受表层以下各层套管柱的重量。
22
22
井身结构设计的主要原则
能有效的保护油气层，使不同压力梯 度的油气层不受钻井液损害。 能避免漏、喷、卡等复杂情况发生， 为全井顺利钻进创造条件，缩短钻井 周期。 钻下部高压地层时所用的较高密度钻 井液产生的液柱压力，不致压漏上一 层套管鞋处薄弱的裸漏地层。 下套管过程中，井内钻井液液柱压力 与地层压力之差，不致产生卡套管事 故。 满足采油气工艺和增产措施的要求。
8
8
钻杆柱的设计与计算
抗内压强度：钻杆也会偶然地承受净内压力。钻杆屈服所需的抗内压
力理论值，用一个适当的安全系数去除它，就得到许用净内压力。
抗扭强度
目前钻柱强度校核多用软件计算： Landmark及其它工程计算软件。
9
9
钻柱操作极限的问题
对浮式钻井船的有关限制
产生钻柱疲劳破坏的原因：（1）转盘中心不能始终 准确地对准水下井口的中心；（2）井架不能始终 保持垂直而跟随着浮式钻井平台左右摇摆和前后颠 簸。 降低钻柱疲劳破坏的推荐作法 ：根据Hansford和 Lubinski合著的论文，《钻井船纵摇或横摇对方钻 杆和钻杆疲劳的影响》推荐采用下述作法把由于浮 式钻井船的纵摇和／或横摇造成的弯曲和第一节钻 杆的疲劳减小到最低限度。
通 井
五开钻进 19
19
常用开发井钻具组合
钻头尺寸 钻 具 组 合 功 能
17-1/2"PDC+9"F/V+9"NMDC1+9"DC1+17-1/2"STB+8"DC1+8"(F/J+JAR) +X/O+5"HWDP
17-1/2" 一开钻进
17-1/2"PDC+9-5/8"PDM(1.50°)+16-3/4"STB+8"NMDC+MWD+8"NMDC+8"F/V +8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP 12-1/4"PDC+9-5/8"PDM(1.5°)+ （10-1/2"～12"）STB+8"NMDC+MWD+8"S.NMDC +8"F/V+8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP14 12-1/4"Cone BIT+9-5/8"PDM(1.15°)+ （10-1/2"～12"）STB+8"NMDC +MWD+8"S.NMDC+8"F/V+8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP14 12-1/4"PDC+9-5/8"PDM(1.15°)+ （10-1/2"～12"）+8"NMDC+MWD+LWD+8"S.NMDC +8"F/V+8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP14 12-1/4"BIT+12"STB+8"DC1+12"STB+8"DC2+8"F/V+8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP14 8-1/2"PDC+6-3/4"PDM(1.15°)+8"STB+6-1/2"NMDC+MWD+6-1/2"NMDC +6-1/2"F/V+6-1/2"(F/J+JAR)+5"HWDP14
通常采用改变转速和钻压的方法来消除振动（跳钻）现象。
11
11
打捞技术的操作极限与计算
遇卡
在正常情况下提起被卡的钻杆柱时不应超过由API钻杆的分类系统所导 出的极限载荷 ； 在提起遇卡的钻杆时，应考虑由于钻杆悬挂在钻井液中的自重引起的伸 长量，并用适当的公式计算钻杆自由状态和遇卡时的伸长量。 在拉力作用下被卡钻杆柱的伸长量和自由长度之间的关系为：
一开钻进
二开钻进
三开钻进
四开钻进
12-1/4" 12-1/4"CONE-BIT+X/O+8"DC1+12-1/4"STB+8"F/V+8"DC2+12-1/4"STB +8"DC3+8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP14 8-1/2" 8-1/2"PDC-BIT+6-3/4"PDM(1°/螺旋翼扶正器209mm)+8-1/2"STB+6-1/2"F/V +6-1/2"DC5+6-1/2"(F/J+JAR)+5"HWDP14
23
套管柱设计的原则
根据套管柱在井内所受的外载，正确选择套管的钢级 和壁厚，使之既要有足够的强度，以保证下入井内的 套管不断、不裂、不变形，又要符合节约钢材、降低 成本的目的。 轴向拉力
① 套管本身自重产生的轴向拉力 ② 井眼弯曲产生的附加拉力 ③ 套管内的水泥浆使套管柱产生的附件拉力 ④ 其它附加拉力。
12
12
打捞技术的操作极限与计算
震击 求被卡钻杆柱的扭转和拉伸组合下的最大扭矩：
13
13
钻杆的双轴载荷
在深井、超深井应考虑钻杆要承受双轴载荷一一拉伸载荷和挤压 力的作用。 钻杆的抗挤强度与套管一样应进行修正，利用双轴应力椭圆圈可 求出在拉伸载荷作用下钻杆的抗挤强度与无拉伸载荷时抗挤强度 （名义抗挤强度）的比值。
16
16
主要内容
钻柱设计 海洋常用钻具组合 井身结构设计 海洋常用井身结构
17
17
常 用 5” 钻 杆 性 能
18
18
常用探井钻具组合
钻头尺寸 钻 具 组 合 功 能
36" 26" 17-1/2"
26"CONE-BIT(RING)+36"HOLE-OPENNER +9”DC3+X/O+8"(F/J+JAR)+X/O+5"HWDP 26"CONE-BIT(RING) +F/V+9"DC2+X/O+26"STB+X/O+8"DC4+8"(F/J+JAR) +X/O+5"HWDP14 17-1/2"PDC-BIT+X/O+9-5/8"PDM(0.75°/螺旋翼扶正器438mm)+9"S.DC1+171/2"STB+8"F/V(RING)+8"DC4+8"(F/J+JAR)+X/O 12-1/4"PDC-BIT+9-5/8"PDM(0.75°/螺旋翼扶正器305mm)+9"S.DC1+X/O +12-1/4"STB+8"F/V(RING)+8"DC5+8"(F/J+JAR) +X/O+5"HWDP14
14
14
井斜的限制
疲劳损坏——狗腿严重度的限制
纯疲劳损坏一一这种损坏事先没有 任何明显的原因； 伤痕疲劳损坏一一伴随着机械伤痕 而产生的损坏； 腐蚀疲劳损坏——由腐蚀引起初始 伤痕的损坏。
计算方法
15
15
防斜钻直井的工艺技术
掌握和了解作业海区的地质情况 制定合理的井斜控制计划 严格执行技术措施，打直上部浅井段： 待平潮开钻；海底底盘安装必须按标准要求，保证安装质量。 尽量采用大尺寸钻铤和增加钻铤长度，采用大钟摆钻具控制 ； 控制钻压，在钻26英寸井眼时钻压控制在钻铤重量的30～40％，在钻171／2 英寸井眼时钻压可控制在钻铤重量的40～50％； 加强测斜，及时掌握井斜变化，以便调整防斜措施； 坚持短途起下钻，保持井眼规则，防止井塌和缩径，清除卡钻隐患，保证防 斜钻具组合的顺利工作。 带纠斜钻具，如：Power-Vertical。 采用不同的下部钻具组合： 能有效地控制井斜全角变化率及井斜角，从而保证井身质量。 钻头工作的稳定性高，能施加较大的钻压，有利于提高钻速。 组合应尽量简化，有利于顺利起下钻和降低防斜费用。 在易斜海区使用PDC钻头。
2. 套管和井眼尺寸的选择和确定方法
确定井身结构尺寸一般由内向外依次进行，首先确定生产套管尺寸，再确定下入 生产套管的井眼尺寸，然后确定中层套管尺寸等，依此类推，直到表层套管的井 眼尺寸，最后确定导管尺寸。 生产套管根据采油方面要求来定。勘探井则按照勘探方要求来定。 套管与井眼之间有一定间隙，间隙过大则不经济，过小会导致下套管困难及注水 泥后水泥过早脱水形成水泥桥。间隙值一般最小在9.5‾12.7mm(3/8‾1/2in)范围 26 ，最好为19mm（3/4in）。
3
钻杆柱的设计与计算
设计参数： 预计钻柱下入的总深度； 井眼尺寸； 预计的钻井液密度； 要求的抗拉安全系数或超拉极限。 要求的抗挤安全系数。 钻铤的长度、外径、内径和单位重量。 要求的钻杆规格和检验等级。
4
4
钻柱设计与计算
钻铤的位置
鲁宾斯基 “中性点”理论，即以钻柱不受拉力和不受压力的中性 点为界将钻柱分为上下两段，上段钻柱在钻井液中的重量等于 大钩载荷，下段钻柱在钻井液中的重量等于钻压。设计确定钻 铤长度时应保证中性点始终处于钻铤柱上。
外挤压力：载API常规套管柱设计中按照最危险情况考虑，即认 为套管内没有液柱压力的全掏空状态。 内压力
24
24
井身结构的要求
保证井眼系统压力平衡，不出现喷漏同在一裸眼中，即钻下部高压地层时用 的较高密度的钻井液产生的液柱压力，不会压漏上部裸露的地层。 井内钻井液液柱压力和地层压力之间的压差不宜过大，以免发生压差卡钻。 为保证安全钻进，必须用套管封住复杂地层井段，如易漏、易垮塌、易缩径 和易卡钻等井段。 探井，特别是地层压力还没有被掌握的井，应设计一层套管作为备用，以保 证井眼能够钻到设计的深度。 对钻探多套压力系统的井，应采用多层套管程序，以保护油气层不受钻井液 污染和损害。 对高压油气井，套管应下至高压油气层顶部；对占潜山油气井，套管应下至 风化壳层顶部。 如果海底调查资料证实有浅层气，原则上应要求地质部门更改井位，避开浅 层气，否则应具备井眼控制能力才钻开，设计的套管坐于浅气层的顶部，安 装好井口控制系统之后才钻开。