钻井常用计算公式.docx

第四节钻井常用计算公式一、井架根底的计算公式〔一〕根底面上的压力nQ+QOB4式中：P基——根底面上的压力，MPa ；n——动负荷系数〔一般取 1.25〜1.40〕；QO 天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t；Qb—井架重量，t ；〔二〕土地面上的压力P ^=P 苴+W地 基式中：P地—— 土地面上的压力， MPa;地P基——根底面上的压力，MPa;基W —根底重量，t〔常略不计〕〔三〕根底尺寸1、顶面积F1=式中：F1——根底顶面积，cm2 ；B.——混凝土抗压强度〔通常为28.1kg/cm2=0.281MPa)P地2、底面积F2=B—式中：F2 ——根底底面积，cm2 ；B2 土地抗压强度，MPa ；土地面上的压力，MPa3、根底高度ir式中：H——根底高度，m ；F2、F1分别为根底的底面积和顶面积， cm2 ；P基——根底面上的压力，MPa ；B3――混凝土抗剪切强度〔通常为 2=0.351MPa〕〔二〕混凝土体积配合比用料计算1、计算公式配合比为1 : m : n=水泥：砂子：卵石根据经验公式求每 lm3混凝土所需的各种材料如下:2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表 1-69。

表1-69 混凝土常用体积配合比及用料量混凝土 用途体积 配合比每立方米混凝土每立方米砂子每立方米石子每1000公斤水尼水泥kg砂子m 3石子m3水泥kg石子m 3混凝 土 m3水泥kg砂子m 3混凝 土 m3砂子m3石子m3混凝土m31.坚硬土壤上的井 架脚，小基墩井架 脚，基墩的上局部1 : 2 : 43350.450.9074422.厚而人的突出基 墩1 :: 5 2760.460.9160823.支承台、浇灌坑- 穴及其他A k. VT；力口 r • Zz.二H-工rt1 : 3 : 62340.460.9350424.承受很人负荷和 冲击力的小基墩1 : 1 : 25850.390.78[50025.承受负何不大的 基墩1 : 4 : 81800.480.963752二、井身质量计算公式〔一〕直井井身质量计算1、井斜角全角变化率(°〕 /30m ；式中：Gab——测量点a和b间井段的井斜全角变化率,△ Lab 测量点a和b间的井段长度，m；a 测量点a点处的井斜角，° ；aab ――测量点b点处的井斜角，°；△①ab——测量点a和b之间的方位差，△①ab =①，°2、 井底水平位移也-ASjn -式中：SZ——井底水平位移，m ；NO 井口 N座标值，m；Nn——实际井底 N座标值，m ；EO 井口 E座标值，m；En——实际井底E座标值，m o3、 最大井斜角根据井深井斜测量数据获取或井斜测井资料获得。

4、 平均井径扩大系数"I扎式中：Cp——平均井径扩大系数，无因次量D实一一实际平均井径， mm ；Db——钻头名义直径， mm o5、 最大井径扩大系数式中：Cmax——最大井径扩大系数，无因次量；Dmax — -一实际最大井径，mm ；Db——钻头名义直径， mm o〔二〕定向井井身质量计算1、 井斜全角变化率计算公式同〔一〕2、 定向井井底水平偏差距S. N；- ) ^ + (E；- E式中：Ss——定向井井底水平偏差距， m ；Nd—— 设计井底座标，m ；Nn 实际井底的N座标，m；Ed—— 设计井底座标，m ；En ——实际井底的E座标,3、 定向井井底垂直偏差距△ H=H-H n式中：AH —— 定向井井底垂直偏差距， m ；H 设计垂直井深， m ；Hn —— 实际垂直井深， m4、 定向井实际井底与设计井底的空间距离式中：R——定向井实际井底与设计井底的空间距离， m ；△ H—— 实际井底与设计井底的垂直距离， m ；Ss—— 实际井底与设计井底的水平偏差距， m5、 平均井径扩大系数计算同〔一〕 46、 最大井径扩大系数计算同〔一〕 5三、喷射钻井水力参数计算公式〔一〕钻井泵额定水功率Ppr=P rXQr式中：Ppr 钻井泵额定水功率，kw ;pr 钻井泵额定泵压，MPa;Qr 钻井泵额定流量，L/s。

〔二〕钻井泵实发水功率Pp=Ps XQ式中：Pp 钻井泵实发水功率，kw ；ps —— 钻井泵工作泵压， MPa;Q——钻井泵工作流量，L/s〔三〕钻井泵水功率分配关系Pp=Pb+A Pcr式中：Pp——钻井泵实发水功率，kw;Pb――钻头〔喷咀〕水功率，kw ；△Pcr 循环系统损耗水功率，kw〔四〕钻井泵压力分配关系ps=A 卩匕+厶 pg+A pcs式中：ps-钻井泵实发泵压，MPa ；△ pb钻头喷咀压降，MPa ；△ Pg地面管汇压力损耗，MPa ；△ Pcs'循环系统压力损耗，MPa△ Pcs=A Ppi+^Pci+A Ppa + A Pca + A Pg△ ppi、△ ppa分别为钻杆内外循环压力损耗，MPa；△ pci、△ pca分别为钻铤内外循环压力损耗，MPa〔五〕钻头〔喷咀〕压力降△ Pb=kb XQ2式中:△ pb 钻头〔喷咀〕压力降，MPa ；Q 钻井液流量，L/s ；kb――钻头〔喷咀〕压降系数，无因次量554- 4pd式中：Pd钻井液密度，g/cm3;AJ喷咀截面积，mm 2Ai554.4XpdXQ2 5 la .L. J"巳—Aprft式中：pd钻井液密度，g/cm3;Q——钻井液流量，L/s ；Ps ——钻井泵实发泵压， MPa ；△ pcs——循环系统压力损耗，MPa。

〔六〕地面管汇压力损耗△ Pg=kgXQ式中：△ pg——地面管汇压力损耗， MPa ；Q 流量，L/s ；kg――地面管汇压力损耗系数；-4kg=3.767 X10 XpdXiiv ；,mpa • s;pv （塑性粘度）=%0-%0、0分别为旋转粘度计600rn600 300〔七〕管内循环压力损耗、300r 的读数，无因次量1、钻杆内/min/minApp^kpiXLpXQ1 Ekpi 7628 X pdp-* X XUp」MPa;式中：△ Ppr-—钻杆内循环压力损耗，kpi --钻杆内循环压力损耗系数，无因次量Lp -—钻杆长度，m ；Q-流量，L/s ；pd -钻井液密度，g/cm3 ；Hpv塑性粘度，mpa • s ；dpi钻杆内径，mm2、钻铤内△ Pd h kd X L(j X Q1 r akfi-7628XpZ 2X1 d严式中：△ pcf-—钻铤内循环压力损耗，MPa;kci-钻铤内循环压力损耗系数，无因次量;Lc—钻铤长度，m ；Q-流量，L/s ；pd钻井液密度，g/cm 3 ；Hpv-塑性粘度，mpa •sdci钻铤内径，mm〔八〕管外循环压力损耗1、钻杆外△叶=kpaXLP XQL8. 76 跖也「血—此尸仙十吗严 式中：△ Ppa――钻杆外循环压力损耗， MPa; kpa ――钻杆外循环压力损耗系数，无因次量; paL p 钻杆长度，m ；Q 流量，L/s ；P ――钻井液密度，g/cm3 ；dU pv 塑性粘度，mpa • s ；dh 井眼直径，mm ；dp 钻杆外径，mm。

2、钻铤外△庄严£扛X U； X Qi""〔山一氏尸（dh + 6N式中：△ pca――钻铤外循环压力损耗， MPa; kca ――钻铤外循环压力损耗系数，无因次量; Lc——钻铤长度，m ； Q 流量，L/s ；P ――钻井液密度，g/cm3 ；dU pv 塑性粘度，mpa • s ；dh 井眼直径，mm ； dc 钻铤外径，mm〔九〕钻头〔喷咀〕水功率pb=A pb XQ式中：pb――钻头〔喷咀〕水功率，kw ；△ pb——钻头〔喷咀〕压力降，MPa;Q 流量，L/s〔十〕射流喷射速度v _ 1000Q式中：Vj——射流喷射速度，m/s ；Q 流量，L/s ；A j 喷咀截面积，mm 2〔^一〕射流冲击力F= pXuXQJ d J式中：Fj 射流冲击力，N；P 钻井液密度，g/cm3 ;duJ ――射流喷射速度，m/s;Q 流量，L/s〔十二〕钻头单位面积水功率〔比水功率〕At，W/mm 2式中：Pbs——钻头单位面积水功率〔比水功率〕pb 钻头水功率，kw ；Ab——井底面积〔即钻头面积〕，mm2 ；Ah=—4db 钻头直径，mm 〔十三〕钻井泵功率利用率式中：——钻井泵功率利用率，无因次量;Pb——钻头水功率，kw ；Pp——钻井泵实发水功率，kw。

〔十四〕钻井液环空返速1273Q"ST二17式中：U 钻井液环空返速，m/s ；aQ 流量，L/s ；dh 井眼直径，mm;dp 钻杆外径，mm〔十五〕环空临界流速1、宾汉流体3也 BS^ + COO. X 123. 5t-pX円(咖一山护『tf 24p況血一 djo _ 9800(dh-dp)^2xp^R^T~(d；-dP) + 12vJipv式中：U 环空临界流速，m/s ；crUpv――塑性粘度，mPa •s；t 屈服值〔动切力〕，Pa ；ypT yp=0.479(2 0 3oo- 0 600)；P 钻井液密度，g/cm3 ;ddh 井眼直径，mm ；dp 钻杆外径，mm ；Re 雷诺数，无因次量；U 钻井液上返速度， m/s ；a假设U或R e三2100为紊$Ucr流uV u或R V 2100为层流acr e2、幕律流体=0. 0050肚沁泌X出工卫（得pc? dh十dpz=saB（—）a_nUcr式中：U 环空临界流速，m/s;crn 钻井液流型指数，无因次量;K 钻井液稠度系数，Pa・sn0. 4旳①饲=51广P 钻井液密度，g/cm3 ；ddh 井眼直径，mm ；dp 钻杆外径，mm;Z 钻井液流态指示值，无因次量;U 钻井液环空上返速度，m/s;a假设U$。