钻井各种计算公式
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钻头水利参数计算公式：之马矢奏春创作
1、
2、 钻头压降：d
c Q
P e
b 42
2
827ρ= （MPa ） 3、
冲击力：V
F Q j
02.1ρ= (N)
4、 喷射速度：d
V e
Q
201273=
(m/s)
5、 钻头水功率：d c Q
N e
b 42
3
05.809ρ= （KW ）
6、
比水功率：D
N N b 21273井
比
＝ (W/mm 2
)
7、 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
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
全角变更率计算公式：
式中：a ∂b ∂ －A 、B 两点井斜角；a ϕb ϕ －A 、B 两点方位角
套管强度校核：
抗拉：平安系数 m ＝1.80（油层）；1.60～1.80（技套） 抗拉平安系数＝套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥
10
ν泥挤H P =
查套管抗挤强度P c 'P c
'
/P 挤≥
按双轴应力校核：
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
分歧套管σs 如下：
J 55：45.7 N 80:63.5 P 110
地层压力监测：
⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=D W NT R R d m n c 0671.0lg 282.3lg (d c
指数)
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
W －钻压 KN D －钻头直径 mm
R 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：H
P G L
m f 10008.9+=ρ KPa
2、 最大允许泥浆密度：H
P L
m 102max +
=ρρg/cm 3
为平安，表层以下
[]06.0max
-=ρρ
m
g/cm 3
技套以下[]12.0max
-=ρ
ρ
m
g/cm 3
3、 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 ） P R －破裂压力（MPa ）
ρm －原泥浆密度（g/cm 3
） H －实验井深（m ）
ρ'
max －设计最大泥浆密度（g/cm 3
）
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：H
P G R
R 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'max
G R
=
ρ
－0.12 （技套）
套管在垂直作用下的伸长量：107
2
4
854.7-⨯-=
∆L
m
L 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：()
ρρ
m
L L
L
E L 总钢
固
自
-⨯=
∆10
式中：L ∆ －下缩距 m L 自 －自由段套管长度 m
L
固
－水泥封固段套管长度 m L 总 －套管总长 m
ρ
钢
－钢的密度 /cm 3
ρ
m
－钻井液密度 g/cm 3
×106
kg/cm 3
）
泥浆有关计算公式：
1、加重剂用量计算公式：()r
r 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3
r 原、
r 重、r 加 －加重前、加重后、加重资料比重 g/cm 3
2、泥浆循环一周时间：Q
T 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：168
0H T 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：