畢業設計--鉆井井身結構設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 P 使鉆柱旋轉所需的功率 kW n 轉速 rpm 3 抗內壓強度較核 不同尺寸鋼級和級別的鉆桿的最小抗內壓力可在 API RP 7G 標準 查得用適當的安全系數去除它即得其許用凈內壓力 2 2 水力參數設計 鉆井液水力學的合理設計不僅有利于環空水力參數的優化提高巖 屑攜帶效率而且可以通過優化鉆頭水眼的水力參數發揮鉆井液的高 壓射流作用提高巖石破碎效率 鉆井液循環系統壓耗的計算 循環系統壓耗由地表管匯鉆具內環空和鉆頭各部分組成目前 考慮到實際鉆探以及鉆探工藝的結合大多數石油水文水井和巖心鉆 探 采 用 了 正 循 環 工 藝 而 且 大 量 地 應 用 了 牙 輪 鉆 頭 45 鉆頭和金剛石 鉆頭在這樣的情況下水力參數設計要充分考 慮鉆頭水功率和鉆頭射 流沖擊力的影響 5 種流變模式循環壓降計算公式見表 2 根據水力學原理由能量方程可推出鉆頭噴嘴壓力降的表達式 p 4 628 10 4 rQ 2 211 bit 2 2 C A bit 式 Pbit 為鉆頭噴嘴壓力降 為鉆 井液密度 Q 為泵排量 C 為 噴嘴流量系數無因次 Abit 為鉆頭水口總面積 eckel和 bielstein 已通過實驗確定了鉆頭噴嘴流量系數 c他們指出 流量系數最高可達 098 石油大學的夏月泉通過實驗驗證鉆頭噴嘴流 第 2 章 鉆 井 工 程 設 計 理 論 基 礎 第 9 頁 量 間對于工程應用取流量系數 c 值為 095 是可 行的 為了最大程度地模擬井下情況這里計算井身結構與鉆具組 合的真實 數據并利用計算機分析將井段拆分為連續的部分依次計算由于 考慮到有些井段長度過大為防止某些變徑井段變化突兀對于長井段 判 其長度并且將其劃分為更小的單位并依次計算出各井段的壓降 各段壓力降 P 212 p i L i L 通過計算得出各段的壓力降就可以推算出各個部分的壓力 并得 出井下的壓力情況 表 22 不同流變模式參數計算表 流變 流變方 程 層流壓降模型 紊流壓降模型 模式 牛頓 鉆桿內 鉆桿內 P 3 2 10 5 m VP P 2 04 103 fpV 2 p 2 t mg L D L D 環空 環空 P 4 8 10 5 m V 3 2 a p 2 04 10 fpV a L D 2 D 1 2 L D D 2 1 賓 鉆桿內 鉆桿內 漢 t t 1 5 2 04 103 fpV 2 0 p 3210 m 160t P p P 0 塑 10 3 m p g L D2 3D L D 性 環空 環空 4 P 4810 m V 60t 3 2 p a 0 P 2 04 10 fpV a L D D 2 3 D D L D D 2 1 2 1 2 1 冪律 鉆桿 內 3 2 鉆桿內 P 3910 fpVp 3 2 p 3 9 10 fpV p L D L D t K g n 環空 環空 P 3 9 10 3 fpV a 2 p 3 9 10 3 fpV a2 L D 2 D 1 L D 2 D 1 第 2 章 鉆 井 工 程 設 計 理 論 基 礎 第 10 頁 流變 流變方程 層 流 壓 降 模 型 紊流壓降模型 模式 卡森 鉆桿內 鉆桿內 t 1 2 t 1 2 P 4 10 4 [[ 8 m Vp p 2 10 4 fpV p2 c L D D L D 1 103 m 1 2 4t c 2 1 2 8t c 2 ] ] 1 2 147 7 g 環空 環空 P 4 104 12 m VP 4 2 [[ p 2 10 fpV a L D 2 D 1 D 2 D 1 3t 2 1 2 6t C 2 L D 2 D 1 ] ] 50 5 謝爾 鉆桿內 鉆桿內 巴尓 P 6n 2 V 4 n p 4 2 克萊 L 4 10 k [ n ] D p 2 10 fpV p 赫 4 3n 2 4t HB L D n 10 t t K g 2n 1 D HB 環空 環空 P n 4 8 4 L 410K[ n ] p 2 10 4 fpV a2 n t L D 2 D 1 V a 4 8n4 4 HB 10 [ ] D D n1 n 1 D D 2 1 2 1 優排量和最優壓耗的最佳水力路線 a 水力功率 由于能量是做功的大小泵能 W 乘以質量流量即可將泵能轉化為 水力能量 即水功率 1