钻井工程设计钻具组合部分已完成直井

《钻井工程》课程设计

乌39井

姓名

专业班级油工61302

学号

班级序号18

指导教师张俊

1 井身结构

井身结构示意图

井下复杂情况提示

井身结构设计数据表

井身结构设计说明

钻机选型及钻井主要设备

2.钻具组合设计

一开钻具组合设计

本井一开钻井液密度为ρd=cm3，最大钻压Wmax=100KN，钻井深度D1=500m，井斜角为0°，钢材密度取cm3，安全系数取S N=。

一开井眼直径381mm，钻头尺寸选用直径，根据钻头与钻柱尺寸配合关系，钻铤选用直径为的钻铤，钻杆选用直径为127mm的钻杆。

钻铤长度设计

（1）计算浮力系数K b=1-（ρd/ρs）=1-（）=

（2）计算第一段钻铤长度

本井选用NC61-90线密度q c=m，单根长度为的钻铤，根据中心点原则该钻铤需用长度为：L c=S N Wmax/(q c K b）=（×100）/（××1）=

n==

根据库存和防斜要求NC61-90钻铤实取6根，上接直径为的钻铤9根，直径为的钻铤12根，组成塔式钻具组合。

（3）钻铤参数计算

钻铤总长度为：Lc= L c1+ L c2+ L c3=（6+9+12）×=

钻铤总浮重为：

F mc=K b cosα（L c1q c1+ L c21q c2+ L c31q c3）

=×1×（6×+9×+12×）×=

本井钻杆选用外径127mm，壁厚为，D级新钻杆，其线密度=m，最小抗拉挤力F y=，最小抗挤力为p c=。

（1）计算最大安全静拉力

本井抗拉安全系数取S t=

F a=SS t=×=

（2）计算最大许用井深

L p=F a/（q p K b）-F mc/（q p K b）

=（×）=

则：L p+L c=+=≥D1该钻杆满足本井强度要求。

（3）抗外挤强度校核

计算最大外挤力

P cmax=ρd (D1-L c)=××（）=

抗外挤系数S c=，则所需抗挤强度为：P= P cmax S c=×= Mpa

则该钻杆满足抗挤要求。

综上所述，本井一开钻具组合采用如下：Φ钻头，Φ钻铤3根，Φ钻铤6根，Φ钻铤12根,Φ127mm钻杆。

二开钻具组合设计

本井二开钻具组合，井液密度为ρd= g/cm3，最大钻压Wmax=160kN，钻井深度D2=2450m，井斜角为0°，钢材密度取cm3，安全系数取S N=。

二开井眼直径，钻头尺寸选用钻头，根据钻头与钻柱尺寸配合关系，钻铤选用钻铤，钻杆选用127mm钻杆。

钻铤长度设计

（1）计算浮力系数=1-（ρd/ρs）=1-（）=

（2）计算第一段钻铤长度

本井选用NC-62（4IF），其线密度= kN/m，单根长度为，根据中心点原则该钻铤需用长度为：

L c = S N Wmax/(q c K b）=（×160）/（×）=

n==

根据库存和防斜要求NC-62（4IF）钻铤实取21根上接直径为的随钻震击器，直径为的钻铤3根。（3）钻铤参数计算

钻铤总长度为：Lc= L c1+ L c2+=（21+3）×=

钻铤总浮重为：

F mc=K b cosα（L c1q c1+ L c21q c2）

=×1××=

本井钻杆选用外径127mm，壁厚为，D级新钻杆，其线密度=m，最小抗拉挤力F y=，最小抗挤力为p c=。

（2）计算最大安全静拉力

本井抗拉安全系数取St=

F a=SS t=×=

（2）计算最大许用井深

L p=F a/（q p K b）-F mc/（q p K b）

=（×）=

则：L p+L c=+=≥D2该钻杆满足本井强度要求。

（3）抗外挤强度校核

计算最大外挤力

P cmax=ρd (D1-L c)=××（）=

抗外挤系数S c=，则所需抗挤强度为：P= P cmax S c=×=

则该钻杆满足抗挤要求。

（4）钟摆钻具组合设计

在二开井段出现易斜地层，需进行防斜钻具组合设计，本井采用钟摆钻具组合进行防斜，根据井眼直径选用215mm稳定器，并计算其到钻头距离，如下：

○1计算钻铤截面轴惯性矩

J=π/64（d c4 - d ci4）{dc-外径 d-内径}

=π/64（）

=×10-5

○2计算水力半径

r=1/2（d h -d c）{-井径 dc-内径}

=1/2（）

=

A=π2q m sinα

=π2×××sin5°

=

B==×160×=

C=π2EJr{E=}

=×π2×××10-5×

=

○4计算稳定器钻头距离

Lz=√((√(B2+4AC)-B)/2A)

=((( +4××

=

第二稳定器位置计算

○1计算钻铤截面轴惯性矩

J=π/64（d c4 - d ci4）{dc-外径 d-内径}

=π/64（）

=×10-5

○2计算水力半径

C=1/2（d h -d c）{-井径 dc-内径}

=

Lp=(16C×E/q m/sinα)

=（16××sin5°）

=

综上所述，在二开井深常规钻具组合如下：Φ钻头，Φ钻铤21根，Φ随钻震击器，Φ钻铤3根，Φ127mm钻杆

易斜井段采用双钟摆钻具组合Φ钻头，Φ钻铤2根，Φ215mm稳定器，Φ钻铤1根Φ215mm 稳定器，Φ钻铤18根，Φ随钻震击器，Φ钻铤3根，Φ127mm钻杆。

3钻井液设计

钻井液完井液设计