钻井各种计算公式
钻头水利参数计算公式：
1、 钻头压降：d
c Q
P e
b 42
2
827ρ= （MPa ） 2、
冲击力：V
F Q j
02.1ρ= (N)
3、 喷射速度：d
V e
Q
201273=
(m/s)
4、 钻头水功率：d c Q
N e
b 42
3
05.809ρ= （KW ）
5、
比水功率：D
N
N b 21273井
比
＝ (W/mm 2)
6、 上返速度：D D
V Q
2
2
1273杆
井
返＝
- （m/s ）
式中：ρ－钻井液密度 g/cm 3
Q
－排量 l/s
c －流量系数，无因次，取0.95～0.98
d
e －喷嘴当量直径 mm
d d d d
e 2
n 2
22
1+?++=
d n ：每个喷嘴直径 mm
D 井、D 杆 －井眼直径、钻杆直径 mm
全角变化率计算公式：
()()??
? ???+?+
?=
-?-?225sin 2
2
2
b a b a b a L K ab
ab ?? 式中：a ? b ? －A 、B 两点井斜角；a ? b ? －A 、B 两点方位角
套管强度校核：
抗拉：安全系数 m ＝1.80（油层）；1.60～1.80（技套） 抗拉安全系数＝套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥1.80 抗挤：安全系数：1.125
10
ν泥挤
H P
= 查套管抗挤强度P c ' P c
'/P
挤
≥1.125
按双轴应力校核：
H
n P cc
ρ10=
式中：P cc －拉力为T b 时的抗拉强度（kg/cm 2） ρ －钻井液密度（g/cm 3） H －计算点深度（m ） 其中：??
?
?
?--=
T T K
P
P b b c
cc K 2
2
3
T b ：套管轴向拉力（即悬挂套管重量） kg P c ：无轴向拉力时套管抗挤强度 kg/cm 2
K ：计算系数 kg σs A K 2=
A ：套管截面积 mm 2 σs ：套管平均屈服极限 kg/mm 2 不同套管σs 如下：
J 55：45.7 N 80:63.5 P 110:87.9
地层压力监测：
??
?
?
???
? ??=D W NT R R d m n c 0671
.0lg 282.3lg (d c 指数)
10
0417.04895.810
5
?
?
? ??+?-=H cn d
d
R d R
c
m
cn
p
= （压力系数）
式中：T –钻时 min/m N –钻盘转数 r/min
W －钻压 KN D －钻头直径 mm
R n －地层水密度 g/cm 3 R m －泥浆密度 g/cm 3
压漏实验：
1、 地层破裂压力梯度：H
P
G L
m f 10008.9+=ρ KPa
2、 最大允许泥浆密度：H
P L
m 102max +
=ρρ g/cm 3
为安全，表层以下
[]06.0max
-=ρ
ρm g/cm 3 技套以下[]12.0max
-=ρ
ρm
g/cm 3
3、 最大允许关井套压：[
]8.01000
'max ???? ?
?--=gH
m R a P P ρρ
式中：P L －漏失压力（MPa ） P
R
－破裂压力（MPa ）
ρm
－原泥浆密度（g/cm 3
） H －实验井深（m ）
ρ
'
m ax
－设计最大泥浆密度（g/cm 3） 1000
8.9m
H
P P
L ρ+＝漏
1000
8.9H
m
R P P ρ+=破
井控有关计算：
最大允许关井套压经验公式：
表层套管[Pa]=11.5%×表层套管下深（m ）/10 MPa 技术套管[Pa]=18.5%×技术套管下深（m ）/10 MPa
地层破裂压力梯度：H
P
G R
R 1000=
KPa/m
最大允许关井套压：8.000981.01000
max ????
?
??-=H H G P R a 套套ρ Mpa 最大允许钻井液密度：81
.9'
max G R
=ρ－0.06 (表层)
81
.9'max
G
R
=
ρ
－0.12 （技套）
套管在垂直作用下的伸长量：107
2
4
854.7-?-=
?L
m
L ρ
式中：ρm －钻井液密度 g/cm 3 L ? －自重下的伸长 m L －套管原有长度 m 套管压缩距：()
ρρ
m
L L
L
E L 总钢
固
自
-?=
?10
式中：L ? －下缩距 m L
自
－自由段套管长度 m
L
固
－水泥封固段套管长度 m
L
总
－套管总长 m
ρ
钢
－钢的密度 7.85g/cm 3
ρ
m
－钻井液密度
g/cm 3
E －钢的弹性系数 （2.1×106kg/cm 3）
泥浆有关计算公式：
1、加重剂用量计算公式：()r
r r r r 重
加
原
重
原
加
加
－＝-V W 式中：W 加 －所需加重剂重量 吨 V 原 －加重前的泥浆体积 米3
r
原
、r
重
、r 加 －加重前、加重后、加重材料比重 g/cm 3
2、泥浆循环一周时间：Q
T V V
60柱
井
-=
式中：T －泥浆循环一周时间 分 V 井、V 柱 －井眼容积、钻柱体积 升 Q －泥浆泵排量 升/秒 3、井底温度计算公式：168
0H T T +
= 式中：T 、T 0 －井底、井口循环温度 o C H －井深 米 4、配制泥浆所需粘土和水量计算：
粘土量 ()r
r r r r 水
土
水
泥
泥
泥
土
－＝-V W 水量 r
土
土泥水－＝W V Q
式中：W 土 －所需粘土的重量 吨 V 泥 －所需泥浆量 米3
r 水、r 土、r 泥 －水、土和泥浆的比重 g/cm 3 Q 水 －所需水量 米3
5、降低比重所需加水量：
()
r
r
r
r
r
水
稀
水
稀
原
原
水
＝
-
-
V
Q
式中：Q水－所需水量米3
V原－原泥浆体积米3
r原、r稀、r水－原泥浆、稀释后泥浆和水的比重g/cm3