第一章 钻井的工程地质条件（）1、简述地下各种压力的基本概念及和答： P6～P82、简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理答： P10 答：地层在沉积压实过程中，能否保持压实平衡主要取决于四个因素： （1）上覆 岩层沉积速度的大小， （2）地层渗透率的大小， （3）地层孔隙减小的速度， （4） 排出孔隙流体的能力在地层的沉积过程中， 如果沉积速度很快， 岩石颗粒没有足够的时间去排列， 孔 隙内流体的排出受到限制， 基岩无法增加它的颗粒和颗粒之间的压力， 即无法增 加它对上覆岩层的支撑能力 由于上覆岩层继续沉积， 岩层压力增加， 而下面的 基岩的支撑能力并没有增加， 孔隙流体必然开始部分地支撑本应有岩石颗粒所支 撑的那部分上覆岩层压力 如果该地层的周围又有不渗透的地层圈闭， 就造成了 地层欠压实，从而导致了异常高压的形成3、简述在正常压实地层中岩石的密度、强度、空隙度、声波时差和 dc 指数随井深变化的规律答：密度、强度、 dc指数随井深增加而增大（见 P10上、 P25 下、 P15中）； 空隙度、声波时差随井深增加而减小（见 P12 下）4、解释地层破裂压力的概念，怎样根据液压实验曲线确定地层破裂压力？ 答：地层破裂压力： P17 中。
根据液压实验曲线确定地层破裂压力：见 P21 中（步骤 4、5）5、某井井深 2000m，地层压力 25MPa，求地层压力当量密度 解：根据，地层压力地层压力当量密度6、某井井深 2500m，钻井液密度 1.18 g/cm3，若地层压力 27.5MPa/m，求井底解：静液压力： P61-1井底压差：7、某井井深 3200m，产层压力为 23.1MPa，求产层的地层压力梯度 解：/参考或ppDph h 产层压力梯度：8、某井钻至 2500m，钻头 D＝215mm，钻压 W＝160KN ，钻速 n＝110r/min，机械钻速 7.3m/h，钻井液密度 1.28 g/cm3，正常条件下钻井液密度 1.07 g/cm3，求d 和 dc 指数指数：dc 指数：12、岩石受围压作用时，其强度和塑性是怎样变化的？ 答：（1）当围压增加时强度均增大， 但所增加的幅度对于不同类型的岩石是不一 样的（ 2）随着围压增大，岩石表现出由脆性向塑性转变，并且围压越大，岩石 破坏前所呈现的塑性也越大2补充题：某井将套管下至 1000m 固井后做漏失试验， 测得漏失压力为 pL=5.9MPa， 井 则井深 2000m 处，地层压力 35.0MPa，对应的钻井液 密度为：③比较两当量密度：采用平衡钻井钻穿油气层时，钻井液密度大于 1000m 处的地层破裂压力当量密 度，而此处地层又没有用套管封隔，则地层被压漏。
解法 2：（比较 1000m处的压力 ）① 计算 1000m 处的地层破裂压力：② 计算钻开油层所需要的钻井液密度： （同上） 采用平衡钻井钻穿油气层， 钻井 液静液压力等于地层压力3地层压力： 则井深 2000m 处，地 层压力 35.0MPa，对应的钻井液密度为：③ 钻开油层时， 1000m 处的静液柱压力：④比较两个压力：由于 ，则地层被压漏解法 3：①计算地层破裂压力当量密度：②破裂压力当量密度在 2000m 处能产生的静液柱压力：③比较两个压力：由于 ，说明该密度的钻井液在井底产生的静液压力不 能平衡地层压力；如果采用平衡压力钻井方式钻开 2000m 处油气层，所需钻井 液密度必定要高于套管鞋处地层破裂压力当量密度，则地层被压漏第 1 章补充复习题：1、名词解释：地层破裂压力、岩石的强度、岩石的可钻性第二章 钻进工具（ P98-99） 7、牙轮的超顶、移轴和复锥各产生哪个方向的滑动？ （P53-54） 答：超顶和复锥产生切向滑动， 可以剪切掉同一齿圈相邻牙齿之间的岩石； 移轴 产生轴向滑动，可以剪切掉相邻齿圈之间的岩石16、PDC 钻头是怎样破碎岩石的？适用于什么样的地层？ 答：（1）工作原理：与刮刀钻头基本相同。
主要以切削、剪切和挤压方式破碎岩 石，具体方式取决于钻头的切削结构及所钻地层的岩性2）适用地层砾石的地层不能使用 PDC 钻头18、钻柱主要由哪几部分组成？其主要功用有哪些？答：23、井下钻柱受到哪些力的作用？最主要的作用力是什么？ 答：24、何为钻柱的中性点？为什么要保证中性点落在钻铤上？ 答：25、钻柱的哪些部位受力最严重？最主要的作用力是什么？（ P91） 答：（1）钻进时：钻柱下部受力最为严重，同时受到轴向压力、扭矩和弯曲力矩 作用井口处钻柱受力比较严重，所受拉力、扭矩都最大2）起下钻时：井口处受力最严重，受到最大拉力31、某井用 91/2in 钻头，7in 钻铤（ ）和 5in 钻杆（ ），设计钻压为 180kN，钻井液密度 1.28g/cm3，试计算所需钻铤长度3 解：（1）浮力系数：（ 2）取安全系数 SN＝ 1.2 钻铤长度：若此井为直井，则需要钻铤长度为 189.70m5332、已知：井深 ，钻压 ，钻井液密度为 ；钻具结构： 81/2 in钻头＋ 61/2 in 钻铤 200m（ ）＋5in 钻杆 1300m（ ）求中性点所在井深解：（1）浮力系数（2）中性点位置：（3）中性点所在井深：34、某井用 121/4in 钻头钻至 3500m，试进行钻柱设计。
13 已知：钻头直径 ，井深 ；钻井液密度 ； 钻压 ；拉力余量 ；安全系数 ； 卡瓦长度 06.4mm；正常润滑；井斜角 库存钻具： 9in 钻铤（ ）27m；7in 钻铤（ ）81m；61/4in 钻铤（ ）供应充足 ;E级 5in钻杆（ ）900m；95（X）及 105（G）级 5in 钻杆（ ）供应充足解：（1）选择钻铤查表 2-21（P91，“钻头尺寸与钻柱尺寸配合 ”）：121/4 in钻头首选 9in 钻铤 浮 力系数： P87、式（2-3）取安全系数 、式（2-12） 则钻铤长度：6计算长度 大于库存量（ 27m），则实际长度 除了 9in 钻铤、还要选 1～2段尺寸较小的钻铤，组成 “塔式钻具组合 ”（直井防斜打直） 中性点（ P87）：“钻柱上轴向力等于 0 的点”钻铤长度的确定原则： “保持中性点始终处在钻铤上 ”各段钻铤长度的计算公式如下：第 2 段钻铤选择 7in 钻铤，则该段钻铤的计算长度为：计算长度 仍然大于库存量（ 81m），则实际长度 除了 9in 钻铤、 7in 钻铤，还要使用 61/4in 钻铤，计算长度为：362该尺寸钻铤供应充足 若按每根钻铤 9m计算，需要 7根，实际长度 。
全部钻铤的总长度：全部钻铤在空气中的重量：3全部钻铤的浮重：（2）选择第一段钻杆（接钻铤） 据钻杆直径、钢级、线重（或壁厚） 拉载荷 A、计算最大安全静拉载荷： 全数：E 级 5in 钻杆，线重，查表 2-12（P75）、表 2-14（ P77），最小抗P93-95、分 3 种情况计算，最后取最小值 系数法（卡瓦挤毁）设计其中，据钻杆外径 127.0mm，卡瓦长度 及正常润滑条件，查表2- 拉力余量法显然，按卡瓦挤毁比值计算的最大安全载荷最小，取B、计算最大许用长度：Lp1qcLc因为库存量仅有 900m，实取第 1 段钻杆长度 （3）选取第 2段钻杆： 95 X 级5in 钻杆，线重 同理：①最小抗拉力②最大安全静拉载荷：安全系数法：设 计 系 数 法 （ 卡 瓦 挤 毁 ）：8拉力余量法： 实取最 大安全静拉载荷 ③最大许用长度：qp2因为总井深为 3500m，实取第 2 段钻杆长度：设计钻柱组合列表如下：第 3 章复习题：1、钻井液的功用是什么？ P101-102 2、名词解释：井塌（ P116） 9第四章 钻进参数优选（ P165）1、某井用 型钻头钻进， W=196kN，n=70r/min，井底净化条件较好，钻头工作 14h后起钻，已知 Af=2.33 ×10-3。
求牙齿磨损量 hf解：查表 4－1（P130）、表 4－2（P131）， 241 型钻头的有关数据：， ， ， -4 ，1牙齿磨损量： P132、例 4-132、某井用 型钻头钻进， W=196kN，n=80r/min，钻头工作 14h 后起钻，轴承磨损到 B6 级，求轴承工作系数 b解：轴承磨损到 B6 级，表示轴承磨损了 6/8轴承的磨损速度方程：dB11.5P133、式（ 4-15）dtb轴承工作系数3、已知某井五点法钻进试验结果如下，求该地区钻压 M 和转速系数 λ解：该表中实验点编号与表 4-3（P134）不一致！10（2）计算门限钻压 M ：转速速方程：转速（第转速（第 2、5 点）：P134、L6所以试验成功则：1）验证试验是否成功：n 固定，钻压 W 变化－ W、 W 钻3 、 4 点 ） ： 7（kN）（2）求转速指数 ：钻压 W 固定，转速 n 变化－ nmax、nmin钻压 （第 2、3 点）：钻压 （第 4、5 点）：则：4、某井用 钻头钻进，喷嘴流量系数 C=0.96，钻井液 ρ d=1.42g/cm，3排量为 16L/S，若要求井底比水功率为 0.418kW/cm2，且三个喷嘴中拟采用一个直径为 9mm， 另两个为等径。
试求另两个喷嘴的直径，并计算射流水力参数和钻头水力参数解：比水功率通常为射流水功率与井底面积的比值11（1）射流水功率：射流水功率喷嘴总面积，又 、 ；则另两个喷嘴的直径： d1220.92 另两个喷嘴的实际直径 喷嘴总面积：（2）射 流水力 参数： 射流 喷射速度 ： A01.406P152、式（4-73）,（3）钻头水力参数钻头压降：：钻头水功率： 式（ 4-53）5、已知：钻头直径 215.9mm；钻铤外径 177.8mm（ P153、式（ 4-80）g据 P153、式（ 4-82）：12当井深 时，钻杆长度 循环系统压耗8、已知：钻头直径 ；喷嘴流量系数 ；钻铤外径 （内径 ）、长度 ； 内平钻杆、外径 （内径 ）； 钻井液密度 、塑性粘度 ； 排量 ；要求环空返速 ； 地面管汇压耗系数 ； 13配备 2 台 3NB-1000 钻井泵；地面泵压不超过 18Mpa； 当前井深 试按最大钻头水功率方式对该井深处进行水力参数设计解 ： （ 1 ） 确 定 最 小 排 量 Qa要求环空返速 ，则实取 携岩要求最小排量：（2）计算环空压耗系数： 钻铤井深 时压耗系数：14（3）选择缸套直径钻井泵排量 Qa（携岩要求的最小排量） ，要求 。
0.9由 P156、表 4-6 知，3NB-1000 钻井泵、选择 140mm 缸套时 : 额定排量 ，额定泵压 ；考虑钻井泵上水效率，则 24.3 ×0.90=21.87MPa27.1 ×0.90=24.39L/s根据限定条件－ “地面泵压以不超过 18MPa 较合适”，则: 泵的工作额定泵压 Pr=18MPa，工作额定排量 Qr=24.39L/s（4）计算按最。