石油钻井常用数据和常用计算

第一章：基本数据1.1 常用钻具数据1.1.1 塔里木常用钻杆数据表6-1-1 塔里木常用钻杆数据1.1.2 推荐钻杆上扣扭矩表6-1-2 推荐钻杆上扣扭矩1.1.3 塔里木常用钻铤数据表6-1-3 塔里木常用钻铤数据1.1.4 推荐钻铤上扣扭矩1.1.5 塔里木油田常用钻具稳定器表6-1-5 塔里木油田常用钻具稳定器规格与扣型1.1.6 塔里木常用加重钻杆数据1.1.7 塔里木常用方钻杆数据1.1.8 常用接头丝扣数据表6-1-9 石油钻具接头螺纹尺寸表6-1-10 石油钻具接头螺纹正常磨损允许量单位：mm1.1.9 石油钻具接头螺纹名称与现场叫法对照表1.1.10 塔里木油田钻具分级方法表6-1-13 钻杆分级标记表6-1-14 钻杆接头允许最小长度单位：mm表6-1-15 钻杆接头分级数据表6-1-19 钻杆允许直线度（SY/T5369-94）表6-1-20 钻铤允许直线度（SY/T 5369-94）表6-1-21 方钻杆允许直线度（SY/T5369-94）表6-1-22 方钻杆与方补心间隙（SY/T5369-94）1.1.11 螺杆钻具技术参数螺杆钻具命名方式：例：C 5 LZ 172 * 7.0 Ⅱ－D K W F G其中“C”表示：马达形式（C-长马达、D-短马达、K-空气或泡沫马达省略-常规马达）“5”表示：转子头数“LZ”表示：螺杆钻具产品代号“172”表示：螺杆钻具规格（外径,mm）“7.0”表示：允许使用的转子水眼压降（MPa）“II”表示：产品改进次数“D”表示：弯钻具弯角形式:D-单弯（弯接头或弯壳体）P-大偏移距同向双弯（弯接头+单弯壳体）T-同向双弯S-异向双弯（DTU）J-铰接钻具K-可调弯壳体无-直钻具“K”表示：K-可调弯壳体钻具结构形式省略-固定弯壳体钻具结构形式“W”表示：稳定器（W-传动轴壳体带稳定器；省略-不带稳定器）“F”表示：转子中空分流（F-转子中空分流；省略-转子非中空）“G”表示：钻具耐温特性（G-耐温150℃；省略-耐温120℃）1.1.12 Q10Y-M液气大钳扭矩表6-1-26 Q10Y-M液气大钳扭矩表1.2 油管及套管数据1.2.1 API 油管基本数据 API 油管数据见表6-1-27。

1.2.2 塔里木油田常用套管数据塔里木油田常用套管数据见表6-1-28。

1.2.3 特殊螺纹套管数据特殊螺纹套管数据见表6-1-29。

1.2.4 套管钢级特点、标记及特殊螺纹 1.2.4.1 套管识别标记9 5/847.00N-80S NIPPON STEEL CORP.BUTTRESS THERADNO.00011880LBS.40.0 FT.尺寸公称重量API花押字接箍颜色（钢级识别）钢级钢印 色带（用于钢级识别）长度重量钢级无缝螺纹类型出厂编号船运标记图6-1-1 套管识别标记121314151.2.4.2 钢级色标表6-1-30 钢级色标1.2.4.3螺纹１．螺纹类型标记２．API 长圆螺纹示意图图6-1-2 API 长圆螺纹示意图３．API 偏梯形螺纹示意图直径上锥度3/4 in/ft (62.5mm/m)图6-1-3 API 偏梯形螺纹示意图4．特殊螺纹（1）3SB螺纹正切点主密封内台阶密封1、不加厚带接箍的螺纹2、两处金属对金属密封--正切点密封和内台肩密封3、内台肩有完全止扣性能4、内壁平滑5、螺纹牙顶平行于管子轴线--每英寸5牙螺纹6、承载面0°--导向面45°7、锥形螺纹，螺纹根部延伸过 渡到管子外表面--锥度1：16图6-1-4 3SB 螺纹示意图（2）直连型螺纹外台阶密封螺纹正切点主密封内台阶密封1、进行微加厚，外径几乎齐平2、三处金属对金属密封--正切点密封、内台肩密封、外台阶密封3、内外台肩有完全止扣性能4、内壁平滑5、螺纹牙顶平行于管体轴线--每英寸6牙螺纹6、承载面负0°--导向面45°7、螺纹锥度1：16NKFJ1图6-1-5 直连型螺纹（NKFJ1）示意图外台阶密封螺纹内台阶密封正切点主密封NKFJ21、不加厚，内外径完全齐平2、三处金属对金属密封--正切点密封、内台肩密封、 外台阶密封3、内外台肩有完全止扣性能4、螺纹牙顶平行于管体轴线--每英寸6牙螺纹5、承载面负0°--导向面45°6、螺纹锥度1：167、FJ1、FJ2可以互换图6-1-6 直连型螺纹（NKFJ2）示意图（3）NEW-VAM常规螺纹形状特殊斜面形状套管密封结构直径≥5"1、VAM锥度的反扭矩台肩使金属对金 属密封加强2、反扭矩台肩可以起到正向止动作用。

3、改进的梯形扣设计，丝扣隐蔽在接 箍里（零尾扣）。

4、丝扣结构简单，易对中，不会发生 粘扣，上扣快捷。

5、套管接箍外径与API标准梯形扣相同。

6、套管流线型内孔设计，15°内孔导角和加长台肩。

因此，起下完井工具不会损毁接头。

图6-1-7 NEW-VAM 螺纹示意图（4）VAM-TOP直径≥5"套管密封结构1、金属对金属密封，即使在苛刻的组合载荷下（如大斜度井、水平井）也具有良好的密封性能。

2、反扭矩台肩可以起到正向止动作用。

3、改进丝扣承载面，承载面角度-3°。

接头不仅 有很高的抗拉强度，而且增加了抗压缩能力。

4、接箍设计。

零尾扣，长内台肩，临界面积大于 管体，接箍强度效率100%。

5、流线型内表面，在气体高速流动时可以减少涡 流和能量损失。

图6-1-7 VAM-TOP 螺纹示意图第二章 常用计算2.1 喷射钻井计算公式1、射流喷射速度计算010A Q v =式中：v 0 ——射流喷速，m/s ； Q ——排量，l/s ；A 0 ——喷嘴出口截面积，cm 2。

（1）对相同直径喷嘴2004d nA •=π 式中：n ——喷嘴数量；d 0 ——喷嘴的直径，cm ； （2）对于不同直径喷嘴204e d nA •=π式中：d e ——喷嘴当量直径，cm ； n ——喷嘴数量。

2、喷嘴当量直径计算 （1）等喷嘴直径0d n d e •=（2）不等径喷嘴••••••+++=232221d d d d e式中：d 1、d 2、d 3——喷嘴1、喷嘴2、喷嘴3的直径，cm 。

3、钻头压力降计算式中：p b——钻头压力降，MPa ；ρm ——钻井液密度，g/cm 3； d e ——喷嘴当量直径，cm ； Q ——排量，l/s ；C ——喷嘴流量系数，双弧形喷嘴0.96-0.98，流线型喷嘴0.972；A 0 ——喷嘴出口截面积，cm 2。

式中：P b ——钻头水功率，kW ； p b ——钻头压力降，MPa ； ρm ——钻井液密度，g/cm 3； Q ——排量，l/s ；A 0 ——喷嘴出口截面积，cm 2。

5、射流冲击力计算0V Q F m b ••=ρ210A Q F m b •=ρ式中：F b ——射流冲击力，N ；ρm ——钻井液密度，g/cm 3； Q ——排量，l/s ；V 0 ——钻头水眼喷射速度，m/s ； 6、射流功率计算式中：P j ——射流水功率，kW ；ρm ——钻井液密度，g/cm 3；A 0 ——喷嘴出口截面积，cm 2； Q ——排量，l/s ；d e ——喷嘴当量直径，cm 。

7、钻头比水功率计算2785.0D P P bc =式中：Pc ——钻头比水功率，kW/cm 2； Pb ——钻头水功率，kW ； D ——钻头直径，cm 。

2.2 地层压力计算地层压力是指作用在岩石孔隙内流体（油气水）上的压力，也叫地层孔隙压力。

1000/H G p p p •=式中：p p ——地层压力，MPa ；G p ——地层压力梯度，kPa/m ； H ——垂深，m 。

正常压力地层压力：1000/v f p H g P ••=ρ式中：ρf ——地层水密度，一般为1.007，g/cm 3； H v ——垂深，m 。

2、地层压力梯度计算1000⨯=HP G p p式中：G p ——地层压力梯度，kPa/m ； P p ——地层压力，MPa ； H ——计算点垂深，m 。

3、上覆岩层压力上覆岩层压力是是指覆盖在该地层以上的地层基质（岩石）和孔隙中泫体（油气水）的总重量造成的压力。

])1[(m ma ob H g P ρφρφ•+-•=式中：P ob ——上覆岩层压力，kPa ；H ——地质柱状剖面垂直深度，m ； φ ——岩石孔隙度，量纲 1；ρma ——基岩密度，g/cm 3；ρf ——岩石孔隙中流体密度，g/cm 3。

4、静液柱压力1000/H g P h ••=ρ式中：P h ——静液柱压力，MPa ；ρ ——液体密度，g/cm 3； H ——计算点垂深，m 。

5、地层破裂压力计算1000⨯=Hp G f f试p p p h f +=gG f f =ρ式中：p f ——地层破裂压力，MPa ； p h ——地层压力，MPa ；p 试 ——破裂时的立管压力，MPa ； G f ——地层破裂压力梯度，kPa/m H ——计算点垂深，m ；ρf ——地层破裂压力梯度当量密度，g/cm 3。

2.3 dc 指数预测地层压力方法n m fc DW t N d ρρ••=)0684.0lg()282.3lg(n m f prc D W N vd ρρ•=)0684.0lg()0547.0lg()(110A H A O dcn +•=n p dcdcnρρ=式中：N ——转速，r/min ； T ——纯钻时，min/m ； v pr ——机械钻速，m/h ； W ——钻压，kN ； D ——钻头直径，mm ；dcn ——正常压力趋势线上垂深H 处的dc 值； A 0 ——dc 正常趋势线回归方程斜率； A 1 ——dc 正常趋势线回归方程截距； H ——垂深，m ；ρm ——钻井液密度，g/cm 3；ρf ——正常压力层段地层水密度，g/cm 3； ρp ——地层压力梯度，g/cm 3； ρn ——正常地层压力梯度，g/cm 3。

2.4 压井计算公式1、关井求地层压力ma a md d p p p p p p +=+=1000/h g p ma ••=ρ式中：p p ——地层压力，MPa ； p d ——关井立管压力，MPa ； p md ——钻柱内液柱压力,MPa ； p ma ——环空液柱压力，MPa ；ρ ——钻柱内钻井液密度，g/cm3； h ——计算点垂深，m 。

2、压井所需钻井液密度计算hg p p e p ml •+=1000ρ式中：ρml ——压井钻井液密度，g/cm 3； p p ——地层压力，MPa ；p e ——附加压力，MPa ，一般为1-3MPa ； h ——计算点垂深，m 。