钻井工程井身设计石油工程专业本科毕业论文

*******学院毕业设计（论文）题目：钻井工程井身设计

学生： ********

学号： *****

指导教师：*****

专业：钻井技术

*****职业技术学院石油工程系

****年**月**日

*****职业技术学院学生毕业设计（论文）中文摘要

摘要

钻井是勘探的继续，开发的先导。石油钻井投资大、风险高，其中井身组合设计的好坏直接关系着施工的效益和成败。本论文以一口井井身结构设计为框架，包含了井身结构设计概况，井身钻柱组合设计（套管柱设计和钻杆柱设计）。

论文对目前一口井井身结构设计所采用的方法进行了总结和比较。为了能更好的了解一口井工艺设计，在这里主要介绍了一口井工艺设计包括的井身结构设计的方法步聚，钻柱组合的类型和步聚等等。重点就是本文以钻井工程一口井井身结构设计理论为基础，介绍了钻井工程井身设计的全过程。讲述了钻柱组合设计，套管柱设计和钻杆主类型和设计方法。结合理论基础介绍了在实际生产中的钻井工程设计。

关键词：井身结构，钻具组合（套管柱设计，钻杆柱设计）

****职业技术学院学生毕业设计（论文）目录

目录

中文摘要 (Ⅰ)

第1章前言 (2)

1.1 课题背景及目的 (2)

1.2 本文主要内容 (2)

第2章钻井工程井身设计理论基础 (3)

2.1 井身组合设计 (3)

2.1.1 钻柱尺寸选择 (3)

2.1.2 钻铤长度的确定 (3)

2.1.3 钻杆柱强度设计 (4)

2.2 水力参数设计 (5)

2.2.1 钻井液循环系统压耗的计算 (5)

2.2.2 确定最优排量和最优压耗的最佳水力路线 (5)

2.3 下部防斜钻具设计 (5)

2.3.1 井斜的原因分析 (5)

2.3.2 满眼钻具控制井斜 (6)

2.3.3 钟摆钻具控制井斜 (7)

第3章生产实例 (8)

3.1 井身设计概况 (8)

3.2 地层位置预测及岩性 (8)

3.3 技术指标及质量要求 (8)

3.3.1 井身质量要求井下复杂情况提示 (8)

3.3.2 地层可钻性分级及地层压力预测 (9)

3.3.3 井身结构 (9)

3.4 钻井主要设备 (9)

3.5 钻具组合和强度设计 (9)

3.6 计算过程 (9)

第4章结论 (15)

参考文献 (17)

致谢 (18)

****职业技术学院学生毕业设计（论文）第1章前言

第1章前言

1.1课题背景及目的

钻井是石油、天然气勘探与开发的主要手段。钻井工程质量的优劣和钻井速度的快慢，直接关系到钻井成本的高低，油田勘探开发的综合经济效益及石油工业发展速度。

钻井工程设计是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。

搞好钻井工程设计也是提高技术管理和加强企业管理水平的一项重要措施，是钻井生产实现科学化管理的前提。

石油工业是国家的支柱产业之一．石油钻井是石油天然气勘探开发不可缺少和最直接的手段。钻井是勘探的继续，开发的先导，钻井工程的费用约占勘探开发总投入的30-50%，石油钻井投资太、风险高，钻井工程设计是实施钻井工程的前提，而其中钻具组合和水力参数的设计极其重要，直接关系着施工的效益和成败，应该体现其科学性经济性综合性，要实现高水平的钻井工程设计，必须解决目前很多钻井工程技术人员仍然在使用纸和计算器的问题，多年来地质学家地球物理学家和石油物理学家已经把先进的计算能力应用于他们的专业领域，在钻井技术研究和工程设计领域中引入高级的计算技术包括人工智能技术是解决目前存在的问题的重要途径，智能钻井系统的研究是当前钻井与掘进技术的最新研究内容之一。

1.2 本文主要内容

本文以钻井工程一口井井身结构设计理论为基础，介绍了钻井工程井身设计的全过程。其中第2章讲述了钻柱组合设计，水力参数设计，下部防斜钻具设计，第3章结合理论基础介绍了在实际生产中的钻井工程设计及其计算方法等。

第2章钻井工程井身设计理论基础

2.1 钻柱组合设计

钻柱是钻头以上，水龙头以下部分的钢管柱的总称，它包括方钻杆，钻杆，钻铤，各种接头及稳定器等井下工具。钻柱是钻井的重要工具，它是联通地下与地面的枢纽。在转盘钻井时，靠它来传递破碎岩石锁需要的能量，给井底施加钻压，以及循环钻井液等。在井下动力钻井时，井下动力钻具是用钻柱送到井底并靠它来承受反扭矩，同时钻头和动力钻具所需要的液体能量也是通过钻柱输送到井底的。钻柱设计包括钻柱尺寸选择和强度设计量方面内容，在设计中一般遵循以下两个原则：第一：满足强度（抗拉强度，抗挤强度）要求，保证钻柱安全工作。第二：尽量减轻整个钻柱的重力，以便在现有的抗负荷能力下钻更深的井。

2.1.1 钻柱尺寸选择

具体对于一口井而言，钻柱尺寸的选择首先取决于钻头尺寸和钻机的提升能力。同时，还要考虑每个地区的特点，如地质条件，井身结构，钻具供应以及防斜措施等。选择的基本原则：

a.方钻杆由于受到扭矩和拉力最大，在供应可能的情况下，应尽量选用大尺寸方钻杆。

b.在钻机提升能力允许的情况下，选择大尺寸钻杆是有利的。因为大尺寸钻杆强度大，水眼大，钻井液流动阻力小。且由于环空小，钻井液上返速度高，有利于携带岩屑。入井的钻柱力求结构简单，以便于起下钻操作。

c.钻铤尺寸一般选用与钻杆接头外径相等或相近的尺寸，有时根据防斜措施来选择钻铤的直径，常用的钻头尺寸与钻柱尺寸配合列于下表2.1 供参考。

使用大直径钻铤具有下列优点：

（1）可用较少的钻铤满足所需钻压的要求，可减少钻铤，从而减少起下钻时连接钻铤的时间

（2）提高了钻头附近钻柱的刚度，有利于改善钻头工况；

（3）钻铤和井壁的间隙较小，可减少连接部分的疲劳破坏；

（4）有利于防斜。

2.1.2 钻铤长度的确定