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1、-钻井工程课程设计乌39井姓 名专 业 班 级油工61302学 号201360043班 级 序 号18指 导 教 师俊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K1tg7351. 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。J1b1090T1b1610P2w2420P2*24501.3井身结构设计数据表开钻次序井深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500381.0273.1K1tg500地面二开24502
2、15.9139.7P2*245015001.4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381.0mm钻头钻至井深500m，下入273.1mm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215.9mm钻头钻至设计井深2450m，下入139.7mm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ZJ402250二井架JJ225/42-A22500三提升系统绞车JC32B735天车TC2-2252500游动滑车YC2502500大钩DG25
3、02500水龙头SL2252250四顶部驱动装置五转盘ZP520B1六循环系统配置钻井泵1#F-1300960钻井泵2#F-1300960钻井泵3#钻井液罐1300030002500总容量：196m搅拌器NJ-7.512个七钻机动力系统柴油机1#GV12V190B-3930柴油机2#GV12V190B-3930柴油机3#GV12V190B-3930八发电机组发电机1#PZ8V-190D-2300发电机2#PZ8V-190D-2300MCC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#RCZ20002.21套振动筛2#2.2除
4、砂器RCZ20001套除泥器离心机LW400824十一加重装置加重漏斗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-8001套除气器CQ2-41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套测斜绞车硫化氢检测仪硬携式1套固定式十四液压大钳1套. z.-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d=1.15g/cm3，最大钻压Wma*=100KN，钻井深度D1=500m，井斜角为0，钢材密度取7.85g/cm，安全系数取SN=1.2。2.1.1选择尺寸配合一开井眼
5、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-（d/s）=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=SNWma*/(qcKb）=（1.2100）/（2.8470.8541）=49.356mn=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
6、.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 cos（Lc1qc1+ Lc21qc2+ Lc31qc3）=0.8541（62.847+92.19+121.606）9.1=435.7kN2.1.3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=1.3Fa=0.9Fy/SSt=0.91290.86/1
7、.3=893.67kN（2） 计算最大许用井深Lp=Fa/（qpKb）-Fmc/（qpKb）=(893.67-435.7)/（0.2840.854）=1888.26m则：Lp+Lc=1888.26+245.7=2133.96D1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Pcma*=0.00981d(D1-Lc)=0.009811.15（500-245.7）=2.869MPa抗外挤系数Sc=1.1，则所需抗挤强度为：P= Pcma*Sc=2.8691.1=3.156 Mpapc则该钻杆满足抗挤要求。2.1.4一开钻具组合综上所述，本井一开钻具组合采用如下：381.0mm钻头，2
8、28.6mm钻铤3根，203.2mm钻铤6根，177.8mmmm钻铤12根,127mm钻杆。2.2二开钻具组合设计本井二开钻具组合，井液密度为d=1.15 g/cm3，最大钻压Wma*=160kN，钻井深度D2=2450m，井斜角为0，钢材密度取7.85g/cm，安全系数取SN=1.3。2.2.1选择尺寸配合二开井眼直径215.9mm，钻头尺寸选用215.9mm钻头，根据钻头与钻柱尺寸配合关系，钻铤选用158.8mm钻铤，钻杆选用127mm钻杆。2.2.2钻铤长度设计（1）计算浮力系数=1-（d/s）=1-（1.15/7.85）=0.854（2）计算第一段钻铤长度本井选用NC-62（4IF），
9、其线密度=1.212 kN/m，单根长度为9.1m，根据中心点原则该钻铤需用长度为：Lc= SNWma*/(qcKb）=（1.2160）/（1.2120.854*1）=185.5mmn=185.5/9.1=20.38根据库存和防斜要求NC-62（4IF）钻铤实取21根上接直径为158.8mm的随钻震击器，直径为158.8mm的钻铤3根。（3）钻铤参数计算钻铤总长度为：Lc= Lc1+ Lc2+=（21+3）9.1=218.4m钻铤总浮重为：Fmc=Kb cos（Lc1qc1+ Lc21qc2）=0.8541218.41.212=226.05kN2.2.3钻杆强度设计本井钻杆选用外径127mm，
10、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。（2） 计算最大安全静拉力本井抗拉安全系数取St=1.3Fa=0.9Fy/SSt=0.91290.86/1.3=893.67kN（2） 计算最大许用井深Lp=Fa/（qpKb）-Fmc/（qpKb）=(893.67-218.4)/（0.2840.854）=2784.21m则：Lp+Lc=2784.21+218.4=3002.6mD2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Pcma*=0.00981d (D1-Lc)=0.009811.15
11、（2450-218.4）=25.18MPa抗外挤系数Sc=1.1，则所需抗挤强度为：P= Pcma* Sc=25.181.1=27.69Mpapc则该钻杆满足抗挤要求。（4）钟摆钻具组合设计在二开井段出现易斜地层，需进行防斜钻具组合设计，本井采用钟摆钻具组合进行防斜，根据井眼直径选用215mm稳定器，并计算其到钻头距离，如下：计算钻铤截面轴惯性矩J=/64（dc4- dci4）dc-外径 d-径 =/64（0.15884-0.07144） =2.9910-5计算水力半径r=1/2（dh-dc）-井径 dc-径 =1/2（0.2159-0.0.1588） =0.02855m计算A,B,C A=2
12、qmsin=21.2120.854sin5 =0.8903 B=82.04Wr=82.041600.02855=374.76 C=184.62EJrE=205.94 =184.62205.942.9910-50.02855 =0.3203计算稳定器钻头距离Lz=(B2+4AC)-B)/2A)=( 374.762+40.89030.3203) 0.5-374.76)/2/0.8903) 0.5=0.029m第二稳定器位置计算计算钻铤截面轴惯性矩J=/64（dc4 - dci4）dc-外径 d-径 =/64（0.15884-0.07144） =2.9910-5计算水力半径C=1/2（dh -dc）-井径 dc-径 =1/2（0.2159-0.0.1588） =0.02855m第二稳定器距离钻头最优长度Lp=(16CE/qm/sin)0.25=（160.02855205.94/1.212/0.854/sin5）0.25=5.68m2.2.4二开钻具组合综上所述，在二开井深常规钻具组合如下：215.9mm钻头，158.8mm钻铤21根，158.8随钻震击器，158.8mm钻铤3根，127mm钻杆易斜井段采用双钟摆钻具组合215.9mm钻头，158.8mm钻铤2根，215mm稳定器，158.8m
