東北石油大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)②當(dāng)調(diào)整時，所對應(yīng)的井深已超過中間套管井段，取鉆頭壓降鉆頭水功率比水功率噴嘴當(dāng)量直徑：若安裝三個等徑噴嘴，則每個噴嘴直徑：5.2.3三開水力參數(shù)設(shè)計(jì)查得已知參數(shù)：，，，，，，，，，，，，，，，，，。1.確定最小排量、最大允許排量及選泵：已知環(huán)空最小返速,最大返速。最小排量：最大排量：選擇缸套直徑為的型號為SL3NB—1300A的鉆進(jìn)泵一臺使用，因此額定排量為，額定泵壓為。2.有關(guān)參數(shù)計(jì)算則由公式（5-4）可知則由公式（5-6）可知則由公式（5-7）可知則由公式（5-8）可知第一臨界井深：第二臨界井深：時，所對應(yīng)的井深因此所選泵型不合適。經(jīng)過反復(fù)選擇與計(jì)算，最終選擇缸套直徑為的型號為SL3NB—1300A的鉆進(jìn)泵一臺使用，因此額定排量為，額定泵壓為。第一臨界井深：第二臨界井深：（1）井段，在第一臨界井深之外，因此，。鉆頭壓降鉆頭水功率比水功率噴嘴當(dāng)量直徑：若安裝三個等徑噴嘴，則每個噴嘴直徑：（2）當(dāng)調(diào)整.時，所對應(yīng)的井深鉆頭壓降鉆頭水功率比水功率噴嘴當(dāng)量直徑：若安裝三個等徑噴嘴，則每個噴嘴直徑：（3）由于沒有流量再小的泵供選擇，因此繼續(xù)使用缸套直徑為的型號為SL3NB—1300A的鉆進(jìn)泵一臺，直至目的井深。時，鉆頭壓降鉆頭水功率比水功率噴嘴當(dāng)量直徑：若安裝三個等徑噴嘴，則每個噴嘴直徑：5.3泵的設(shè)計(jì)結(jié)果表5-1泵的設(shè)計(jì)參數(shù)表井段（m）泵型鋼套直徑（mm）最大工作壓力（MPa）泵（沖/分）柴油機(jī)轉(zhuǎn)速（rpm）額定排量（L/s）0-2002臺SL3NB-1300A18019120150093.08200-4802臺SL3NB-1300A1801996120074.48480-6312臺SL3NB-1300A1801988110068.26631-8262臺SL3NB-1300A1801980100062.06826-10022臺SL3NB-1300A1702188110060.881002-12662臺SL3NB-1300A1702180100055.361266-15962臺SL3NB-1300A1602488110053.941596-18002臺SL3NB-1300A1602480100049.041800-21881臺SL3NB-1300A1403188110020.652188-27401臺SL3NB-1300A1403180100018.772740-32801臺SL3NB-1300A1403180100018.77表5-2鉆頭水力參數(shù)設(shè)計(jì)表井段（m）鉆頭壓降（MPa）比水功率（KW/cm2）噴嘴當(dāng)量直徑（cm）噴嘴直徑（cm）0-20014.920.892.6341.524200-48012.221.202.6251.516480-63112.221.102.5131.451631-82612.211.002.3961.383826-100213.511.082.3151.3361002-126613.500.982.2071.2741266-159615.431.092.1071.2171596-180016.051.041.9901.1491800-218819.931.311.2400.7162188-274019.331.191.1820.6832740-328018.221.091.2090.698注：三個等徑噴嘴第6章注水泥設(shè)計(jì)6.1水泥漿的排量的確定6.1.1確定排量的計(jì)算公式流性指數(shù)（6-1）稠度系數(shù)（6-2）式中時測得的讀值，取22；時測得的讀值，取13；環(huán)空臨界流速（6-3）式中環(huán)空雷諾數(shù)，無因次；水泥漿密度，套管外徑及井眼直徑，環(huán)空臨界排量（6-4）實(shí)際排量6.1.2封固表層套管水泥漿排量，，，環(huán)空排量環(huán)空臨界排量實(shí)際排量6.1.3封固中間套管水泥漿排量環(huán)空排量環(huán)空臨界排量實(shí)際排量6.1.4封固油層套管水泥漿排量環(huán)空排量環(huán)空臨界排量實(shí)際排量6.2注水泥漿井口壓力6.2.1井口壓力計(jì)算相關(guān)公式注水泥時壓力的計(jì)算井口壓力（6-5）式中套管內(nèi)漿體流動壓力，；環(huán)空內(nèi)漿體流動壓力，；環(huán)空內(nèi)靜夜柱壓力，；套管內(nèi)靜夜柱壓力，；（6-6）（6-7）式中套管或環(huán)空計(jì)算長度，管內(nèi)、環(huán)空流速，分別為管內(nèi)、外徑及井徑，內(nèi)摩擦系數(shù)層流區(qū)；（6-8）紊流區(qū)；（6-9）式中；；分別為套管內(nèi)及環(huán)空雷諾數(shù)。套管內(nèi)雷諾數(shù)（6-10）式中套管內(nèi)徑，；套管內(nèi)漿體流速，漿體密度，環(huán)空雷諾數(shù)（6-11）式中井眼直徑，套管外徑，；靜液壓力（6-12）式中漿體密度，漿體高度，6.2.2表層套管注水泥漿井口壓力的確定管內(nèi)為清水，；環(huán)空內(nèi)為水泥，；，，清水密度，水泥漿密度，鉆井液密度。環(huán)空流速=套管內(nèi)流速=套管內(nèi)雷諾數(shù)因此管內(nèi)為紊流狀態(tài)。；套管內(nèi)漿體流動壓力套管內(nèi)靜夜柱壓力環(huán)空水泥漿雷諾數(shù)因此環(huán)形空間水泥漿達(dá)到紊流狀態(tài)。=環(huán)形空間內(nèi)水泥漿流動壓力環(huán)空內(nèi)水泥漿靜夜柱壓力井口壓力6.2.3中間套管注水泥漿井口壓力的確定管內(nèi)為清水，；環(huán)空內(nèi)一部分為水泥，；部分為鉆井液，；，，清水密度，水泥漿密度，鉆井液密度。環(huán)空流速=套管內(nèi)流速=套管內(nèi)雷諾數(shù)因此管內(nèi)為紊流狀態(tài)。；套管內(nèi)漿體流動壓力套管內(nèi)靜夜柱壓力環(huán)空水泥漿雷諾數(shù)因此環(huán)形空間水泥漿達(dá)到紊流狀態(tài)。=環(huán)形空間內(nèi)水泥漿流動壓力環(huán)空內(nèi)水泥漿靜夜柱壓力環(huán)型空間鉆井液雷諾數(shù)因此環(huán)空鉆井液達(dá)到層流狀態(tài)環(huán)空內(nèi)鉆井液靜夜柱壓力井口壓力6.2.4油層套管注水泥漿井口壓力的確定管內(nèi)為清水，；環(huán)空內(nèi)一部分為水泥，；部分為鉆井液，；，，清水密度，水泥漿密度，鉆井液密度。環(huán)空流速=套管內(nèi)流速=套管內(nèi)雷諾數(shù)因此管內(nèi)為紊流狀態(tài)。套管內(nèi)漿體流動壓力套管內(nèi)靜夜柱壓力環(huán)空水泥漿雷諾數(shù)因此環(huán)形空間水泥漿達(dá)到紊流狀態(tài)。=環(huán)形空間內(nèi)水泥漿流動壓力環(huán)空內(nèi)水泥漿靜夜柱壓力環(huán)型空間鉆井液雷諾數(shù)因此環(huán)空鉆井液達(dá)到層流狀態(tài)環(huán)空內(nèi)鉆井液靜夜柱壓力井口壓力6.3水泥漿體積的確定6.3.1水泥漿體積計(jì)算相關(guān)公式所需水泥漿體積的計(jì)算公式（6-13）式中：為水泥塞深度,取10；為井眼口袋高度,取10；為設(shè)計(jì)封填水泥長度，；為井眼直徑,；為套管的外徑,；為套管的內(nèi)徑,；為修正系數(shù),取1.3；6.3.2封固表層套管所需水泥漿體積已知，，。6.3.3封固中間套管所需水泥漿體積已知，，。6.3.4封固油層套管所需水泥漿體積已知，，。6.4設(shè)計(jì)結(jié)果表6-1注水泥設(shè)計(jì)參數(shù)表項(xiàng)目水泥漿排量（L/s）井口壓力（Mpa）水泥漿體積表層套管27.1711.72019.079中間套管16.1468.45920.407油層套管9.49525.22821.477第7章鉆井液設(shè)計(jì)7.1鉆井液用量計(jì)算公式7.1.1井筒內(nèi)鉆井液體積（7-1）式中：為井筒內(nèi)鉆井液的體積，m；為井眼直徑，m；為第i段鉆桿的外徑、內(nèi)徑，cm；為第j段鉆桿的外徑、內(nèi)徑cm；為第i段鉆桿長度，m；為第j段鉆鋌長度，m。7.1.2安全余量（7-2）7.1.3所需鉆井液總體積（7-3）7.2鉆井液用量計(jì)算7.2.1一開所需鉆井液體積的計(jì)算已知，，，，，，。井筒內(nèi)鉆桿內(nèi)外對應(yīng)鉆井液體積井筒內(nèi)鉆挺內(nèi)外對應(yīng)鉆井液體積一開所需鉆井液總體積7.2.2二開所需鉆井液體積的計(jì)算已知，，，，，，。井筒內(nèi)鉆桿內(nèi)外對應(yīng)鉆井液體積井筒內(nèi)鉆挺內(nèi)外對應(yīng)鉆井液體積二開所需鉆井液總體積7.2.3三開所需鉆井液體積的計(jì)算已知，，，，，，，，，。井筒內(nèi)第一級鉆桿內(nèi)外對應(yīng)鉆井液體積井筒內(nèi)第二級鉆桿內(nèi)外對應(yīng)鉆井液體積井筒內(nèi)鉆挺內(nèi)外對應(yīng)鉆井液體積三開所需鉆井液總體積7.3鉆井液用量設(shè)計(jì)結(jié)果表7-1鉆井液用量表項(xiàng)目一開二開三開體積（m3）50.066129.08110.6467.4鉆井液體系設(shè)計(jì)參照臨井，鉆井液設(shè)計(jì)如下表。表7-2鉆井液性能表 井號地質(zhì)年代井段(m)鉆井液類型漏斗粘度(s)pH值靜切力(Pa)塑性粘度屈服值(Pa)N值K值失水(API)勃參1穆陵組-第四系0-200膨潤土混漿22-45勃參1穆陵組-穆陵組200-800兩性復(fù)合離子鉆井液25-45勃參1東榮組-穆陵組800-1800兩性復(fù)合離子鉆井液35-458.5-91-2.518-288-120.65-0.450.6-0.81-4勃參1基巖-東榮組1800-3280兩性復(fù)合離子35-458.5-91-2.518-288-120.65-0.450.6-0.81-4設(shè)計(jì)結(jié)果表8-1井身設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)表井號項(xiàng)目井深（m）套管下深（m）套管外徑（mm）井眼直徑（mm）SJ0081表層210200339.71444.45SJ0081中47311.15SJ0081油層32903280139.7200.025表8-2套管柱設(shè)計(jì)參數(shù)表井號套管類型套管層位井段（m）鋼級外徑（m）壁厚（mm）長度（m）SJ0081常規(guī)表層0-200J-55339.719.65200SJ0081常規(guī)中間0-800J-55244.478.94800SJ0081常規(guī)中間800-1550N-80244.4710.03750SJ0081常規(guī)中間1550-1800N-80244.4711.05250SJ0081常規(guī)油層0-1830J-55139.77.721830SJ0081常規(guī)油層1830-2980N-80139.77.721150SJ0081常規(guī)油層2980-3280N-80139.79.17300表8-3鉆柱組合設(shè)計(jì)表項(xiàng)目井段（m）鉆頭尺寸（mm）鉆鋌外徑mm）鉆鋌長度鉆桿外徑（mm）鉆桿長度（mm）一開0-200444.5203.236.4139.7163.8二開200-1800311.15203.263.71271738.1三開1800-3280200.0025152.4209.3127.01856.4二開1800-3280200.0025152.4209.31271214.3表8-4鉆井液設(shè)計(jì)參數(shù)表項(xiàng)目一開二開三開體積（m3）50.066129.08110.646表8-5泵的設(shè)計(jì)參數(shù)表井段（m）泵型鋼套直徑（mm）最大工作壓力（MPa）泵速（沖/分）柴油機(jī)轉(zhuǎn)速（rpm）額定排量（L/s）0-4202臺SL3NB-1000A16018.580100049.04420-12002臺SL3NB-1000A1701680100055.361200-14601臺SL3NB-1000A16018.5104130031.871460-19061臺SL3NB-1000A18014.596120037.241906-19261臺SL3NB-1000A18014.596120037.241926-21001臺SL3NB-1000A16018.5104130031.87表8-6鉆頭水力參數(shù)設(shè)計(jì)表井段（m）鉆頭壓降（MPa）比水功率（KW/cm2）噴嘴當(dāng)量直徑（cm）噴嘴直徑（cm）0-20014.920.892.6341.524200-48012.221.202.6251.516480-63112.221.102.5131.451631-82612.211.002.3961.383826-100213.511.082.3151.3361002-126613.500.982.2071.2741266-159615.431.092.1071.2171596-180016.051.041.9901.1491800-218819.931.311.2400.7162188-274019.331.191.1820.6832740-328018.221.091.2090.698注：三個等徑噴嘴表8-7水注泥參數(shù)設(shè)計(jì)表項(xiàng)目水泥漿排量（L/s）井口壓力（Mpa）水泥漿體積表層套管27.1711.72019.079中間套管16.1468.45920.407油層套管9.49525.22821.477參考文獻(xiàn)[1]蔣希文.鉆井手冊（甲方）上冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，2001:319-330.[2]屈東升.石油工程[M].石油工業(yè)出版社出版，2001，24(4).[3]甘秀娥.石油工程設(shè)計(jì)[M].江漢石油學(xué)院，石油工業(yè)出版社出版，2002，26(6).[4]劉希圣.石油工程設(shè)計(jì)[M].大慶：大慶石油學(xué)院，1999:123-127.[5]趙國珍.龔偉安.鉆井力學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:石油工業(yè)出版社，1988.[6]張方杭.鉆具手冊[M].北京:石油工業(yè)出版社出版，1992:117-1281.附錄附錄1.水力參數(shù)設(shè)計(jì)程序運(yùn)行界面及程序圖附1計(jì)算水力參數(shù)程序界面程序：PrivateSubCommand3_Click()DimQrAsDouble,QaAsDouble,prAsDouble,Dcr1AsDouble,Dcr2AsDoublem=Val(Text11.Text)n=Val(Text14.Text)Qr=Val(Text15.Text)Qa=Val(Text16.Text)pr=Val(Text17.Text)Dcr1=0.357*pr/m/Qr^1.8-n/mDcr2=0.357*pr/m/Qa^1.8-n/mText18.Text=Dcr1Text19.Text=Dcr2EndSubPrivateSubCommand4_Click()DimQopAsDouble,prAsDouble,mAsDouble,nAsDouble,DwAsDouble,dneAsDouble,dnAsDouble,pbAsDouble,mdAsDouble,jyAsDoubleQop=Text20.Textpr=Text21.Textm=Text22.Textn=Text23.Textmd=Text27.Textjy=Text39.TextDw=0.357*pr/m/Qop^1.8-n/mpb=pr-(m*Dw+n)*Qop^1.8dne=(0.081*md*Qop*Qop/0.98^2/pb)^0.25dn=dne/3^0.5Text40.Text=pb*Qop*4/3.14159/jy^2Text24.Text=DwText25.Text=dneText26.Text=dnText28.Text=pbEndSubPrivateSubCommand5_Click()DimQopAsDouble,prAsDouble,mAsDouble,nAsDouble,DcrAsDouble,dneAsDouble,dnAsDouble,pbAsDouble,mdAsDouble,jyAsDoubleQop=Text29.Textpr=Text30.Textm=Text31.Textn=Text32.Textmd=Text33.TextDcr=Text34.Textjy=Text38.Textpb=pr-(m*Dcr+n)*Qop^1.8dne=(0.081*md*Qop*Qop/0.98^2/pb)^0.25dn=dne/3^0.5Text35.Text=dneText36.Text=dnText37.Text=pbText41.Text=pb*Qop*4/3.14159/jy^2EndSubPrivateSubCommand6_Click()Text44.Text=Text43.Text*Text42.TextEndSub附錄2.注水泥設(shè)計(jì)程序運(yùn)行界面及程序圖附2井口壓力計(jì)算程序界面程序：PrivateSubCommand1_Click()DimnAsDouble,kAsDoubleDimVkAsDoubleDimd2AsDouble,d1AsDouble,xAsDouble,yAsDouble,QkAsDouble,b2AsDouble,fa2AsDouble,Pfhuan2AsDoubleDimucpAsDouble,ucaAsDouble,DAsDouble,RepAsDouble,ReaAsDouble,VpAsDouble,fpAsDouble,faAsDoubleDimh1AsDouble,h2AsDouble,PfguanAsDouble,PfhuanAsDouble,DdangAsDouble,aAsDouble,bAsDouble,H3AsDouble,Rea2AsDouble,n2AsDouble,k2AsDouble,x2AsDoublen=0.75855k=0.058599d1=Text2.Textd2=Text3.TextD=Text9.Texth1=Text5.Texth2=Text6.TextH3=Text19.Textdni=Text20.Textn2=Text21.Textk2=Text22.Textx=((2*n+1)/3/n)^nx2=((2*n2+1)/3/n2)^n2y=1200^(1-n)*10*1.86*(d2-d1)^nVk=(2000#*k*x/y)^(1/(2-n))Qk=3.14/40*(d2^2-d1^2)*VkText27.Text=Format(1.5*Qk,"0.000")Vp=Vk*(d2^2-d1^2)/D^2Text1.Text=Format(Vk,"0.000")Text4.Text=Format(Qk,"0.000")Text10.Text=Format(Vp,"0.000")Text7.Text=Format(0.01*1*h1,"0.000")Text8.Text=Format(0.01*1.86*h2,"0.000")Text25.Text=Format(0.01*dni*H3,"0.000")uca=((2*n+1)/3/n)^n*10^3ucp=((3*n+1)/4/n)^n*10^3Rep=Vp^2-n*D*1.86/ucp*10Rea=Vk*(d2-d1)*1.86/uca*10Ddang=(d2^2-d1^2)^0.5Text14.Text=Format(Ddang,"0.000")Rep=10*D*(Vp*1.5)/0.001Rea=10*1200^(1-n)*(1.5*Vk)^(2-n)*(d2-d1)^n*1.86/k/xRea2=10*1200^(1-n2)*(1.5*Vk)^(2-n2)*(d2-d1)^n2*1.86/k2/x2Text17.Text=Format(Rep,"0.000")Text18.Text=Format(Rea,"0.000")Text23.Text=Format(Rea2,"0.000")IfRep>2000Thena=(3.93)/50Elsea=16EndIfIfRea>2000Thenb=(1.75-Log(n)/Log(10))/7Elseb=24EndIfIfRea2>2000Thenb2=(1.75-Log(n)/Log(10))/7Elseb2=24EndIffp=a/Repfa=b/Reafa2=b2/Rea2Text15.Text=fpText16.Text=faText26.Text=fa2Pfguan=0.2*fp*2.25*Vp*Vp*1*h1/DPfhuan=0.2*fa*2.25*Vk*Vk*1.86*h2/(d2-d1)Pfhuan2=0.2*fa2*2.25*Vk*Vk*1.86*H3/(d2-d1)Text11.Text=PfguanText12.Text=PfhuanText24.Text=Pfhuan2Text13.Text=Format(Pfguan+Pfhuan+Pfhuan2+Text8.Text+Text25.Text-Text7.Text,"0.000")EndSub圖附3水泥漿用量計(jì)算程序程序：PrivateSubCommand1_Click()Dimh1AsSingle,h2AsSingle,h3AsSingle,d1AsSingle,d2AsSingle,d3AsDouble,v1AsSingle,v2AsSingle,v3AsSingle,v4AsSingl