钻井工程设计(钻具组合部分已完成) 直井

《钻井》课程 乌39井 姓 名   专 业 班 级 油工61302 学 号 201360043 班 级 序 号 18 指 导 教 师 张俊     1 井身结构 1.1井身结构示意图 1.2井下复杂情况提示 地质 分层 井深 m 复杂情况提示 备注 K1tg 735 1.全井防塌、防卡、防掉牙轮。 2.全井防斜。 3.目的层防火、防喷。 4.全井防漏、防硫化氢。 5.乌尔禾组上部地层防泥岩缩径。 6.乌尔禾组防井漏。   J1b 1090 T1b 1610 P2w 2420 P2x 2450         1.3井身结构设计数据 开钻次序 井深m 钻头尺寸mm 套管尺寸mm 套管下入地层层位 套管下入深度m 环空水泥浆返至井深m 一开 500 381.0 273.1 K1tg 500 地面 二开 2450 215.9 139.7 P2x 2450 1500               1.4井身结构设计说明 开钻次序 套管尺寸mm 设计说明 一开 273.1 一开采用Φ381.0mm钻头钻至井深500m，下入Φ273.1mm表层套管，水泥浆返至地面。封隔地表和上部松散易塌地层，并未井口控制和后续安全钻井创造条件。 二开 139.7 二开使用Φ215.9mm钻头钻至设计井深2450m，下入Φ139.7mm油层套管，固井水泥浆返至井深1500m。       1.5 钻机选型及钻井主要设备 序号 名称 型号 载荷（KN） 功率（KW） 备注 一 钻机 ZJ40 2250     二 井架 JJ225/42-A2 2500     三 提升系统 绞车 JC32B   735   天车 TC2-225 2500     游动滑车 YC250 2500     大钩 DG250 2500     水龙头 SL225 2250     四 顶部驱动装置         五 转盘 ZP520B1       六 循环系统配置 钻井泵1# F-1300   960   钻井泵2# F-1300   960   钻井泵3#         钻井液罐 13000×3000×2500     总容量：196m3 搅拌器 NJ-7.5     12个 七 钻机动力系统 柴油机1# GV12V190B-3   930   柴油机2# GV12V190B-3   930   柴油机3# GV12V190B-3   930             八 发电机组 发电机1# PZ8V-190D-2   300   发电机2# PZ8V-190D-2   300   MCC房         九 钻机控制系统 自动压风机 2V6.5/12       电动压风机 2V6.5/12       气源净化装置         刹车系统         辅助刹车         十 固控系统 振动筛1# RCZ2000   2.2 1套 振动筛2#   2.2 除砂器 RCZ2000     1套 除泥器     离心机 LW400×8   24   十一 加重装置 加重漏斗       1套 电动加重泵         气动下灰装置       1套 十二 井控系统 双闸板防喷器 二开：2FZ35-35       控制装置 FKQ3204       节流管汇 JG-35       压井管汇 YG-35       液气分离器 YFQ-800     1套 除气器 CQ2-4     1套 十三 仪器仪表 钻井参数仪表 八参数仪     1套 测斜仪 单点测斜仪     1套 测斜绞车         硫化氢仪 硬携式     1套 固定式       十四 液压大钳       1套               2.钻具组合设计 2.1一开钻具组合设计 本井一开钻井液密度为ρd=1.15g/cm3，最大钻压Wmax=100KN，钻井深度D1=500m，井斜角为0°，钢材密度取7.85g/cm3，安全系数取SN=1.2。 2.1.1选择尺寸配合 一开井眼直径381mm，钻头尺寸选用直径381.0mm，根据钻头与钻柱尺寸配合关系，钻铤选用直径为228.6mm的钻铤，钻杆选用直径为127mm的钻杆。 2.1.2钻铤长度设计 （1）计算浮力系数Kb=1-（ρd/ρs）=1-（1.15/7.85）=0.854 （2）计算第一段钻铤长度 本井选用NC61-90线密度qc=2.847kN/m，单根长度为9.1m的钻铤，根据中心点原则该钻铤需用长度为： Lc=SNWmax/(qcKb）=（1.2×100）/（2.847×0.854×1）=49.356m n=49.356/9.1=5.4 根据库存和防斜要求NC61-90钻铤实取6根，上接直径为203.2mm的钻铤9根，直径为177.8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= Lc1+ Lc2+ Lc3=（6+9+12）×9.1=245.7m 钻铤总浮重为： Fmc=Kb cosα（Lc1qc1+ Lc21qc2+ Lc31qc3） =0.854×1×（6×2.847+9×2.19+12×1.606）×9.1=435.7kN 2.1.3钻杆强度设计 本井钻杆选用外径127mm，壁厚为9.195mm，D级新钻杆，其线密度=0.284kN/m，最小抗拉挤力Fy=1290.86kN，最小抗挤力为pc=50.96Mpa。 （1） 计算最大安全静拉力 本井抗拉安全系数取St=1.3 Fa=0.9Fy/SSt=0.9×1290.86/1.3=893.67kN （2）  计算最大许用井深 Lp=Fa/（qpKb）-Fmc/（qpKb） =(893.67-435.7)/（0.284×0.854）=1888.26m 则：Lp+Lc=1888.26+245.7=2133.96≥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 Pcmax=0.00981ρd (D1-Lc)=0.00981×1.15×（500-245.7）=2.869MPa 抗外挤系数Sc=1.1，则所需抗挤强度为：P= Pcmax Sc=2.869×1.1=3.156 Mpa方法

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