钻井与完井工程课程设计--冯倩
《钻井工程》课程设计
《钻井工程》课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握钻井工程的基本概念，如钻井流程、钻头类型及钻井液性质；2. 使学生了解钻井工程中涉及到的地质知识和地层评价方法；3. 引导学生掌握钻井工程设计的基本原则和步骤。
技能目标：1. 培养学生运用钻井参数进行工程计算的能力；2. 提高学生分析钻井过程中遇到的问题，并提出合理解决方案的能力；3. 培养学生利用现代技术手段，如计算机软件进行钻井工程设计的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对钻井工程的兴趣，激发他们探索石油工程领域的热情；2. 培养学生具备良好的团队合作精神，增强他们在钻井工程实践中的沟通与协作能力；3. 引导学生认识到钻井工程在能源开发中的重要性，树立安全、环保的意识。
本课程针对高中年级学生，结合钻井工程学科特点，注重理论知识与实践技能的结合。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动参与，培养他们的创新意识和实践能力。
通过本课程的学习，使学生能够具备钻井工程基本知识和技能，为未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 钻井工程基本概念：包括钻井的目的、钻井流程、钻头类型及钻井液性质等，对应教材第一章内容。
2. 地质知识与地层评价：涉及地层分类、岩石性质、地质构造及地层评价方法，对应教材第二章内容。
3. 钻井工程设计原则与步骤：介绍钻井工程设计的基本原则、步骤及注意事项，对应教材第三章内容。
4. 钻井参数计算：讲解钻具组合、钻头选择、钻井液配制等参数计算方法，对应教材第四章内容。
5. 钻井过程中问题分析及解决方案：分析钻井过程中可能遇到的问题，如卡钻、井壁塌陷等，并提出相应解决方案，对应教材第五章内容。
6. 钻井工程设计实践：结合计算机软件，让学生动手设计钻井工程方案，对应教材第六章内容。
本教学内容按照钻井工程的基本知识和技能要求进行组织，注重理论与实践相结合，使学生在掌握基本概念的基础上，能够运用所学知识解决实际问题。
课程设计钻井工程
课程设计 钻井工程一、课程目标知识目标：1. 让学生理解钻井工程的基本概念，掌握钻井流程中的关键环节和操作要点。
2. 使学生了解钻井工程的各类设备及其功能，掌握设备的使用方法和安全操作规程。
3. 引导学生掌握钻井工程中常见问题及解决方法，提高学生的实际操作能力。
技能目标：1. 培养学生运用钻井设备进行实际操作的能力，提高动手实践技能。
2. 培养学生分析钻井过程中出现的问题，并提出合理解决方案的能力。
3. 培养学生具备钻井现场安全防护和环境保护的意识。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对钻井工程的兴趣，培养其探究精神和创新意识。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神，增强沟通协调能力。
3. 引导学生树立安全生产观念，关注环境保护，提高社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在通过理论教学与实践操作相结合，使学生在掌握钻井工程基本知识的基础上，提高实际操作能力。
学生特点：高中生具备一定的理论基础，好奇心强，善于探究，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化实践操作环节，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
同时，注重培养学生的安全意识、环保意识和团队协作能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到课程目标，为今后从事相关工作打下坚实基础。
二、教学内容依据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 钻井工程基本概念：介绍钻井工程定义、分类及发展历程，使学生了解钻井工程的基本情况。
教学大纲：第一章 钻井工程概述2. 钻井设备与工具：讲解钻井工程中常用的设备、工具及其功能，使学生掌握设备的使用方法和安全操作规程。
教学大纲：第二章 钻井设备与工具3. 钻井流程及操作要点：详细讲解钻井流程的各个环节，重点分析操作要点，提高学生的实际操作能力。
教学大纲：第三章 钻井流程及操作要点4. 钻井工程常见问题及解决方法：分析钻井过程中可能出现的问题，指导学生掌握解决问题的方法。
教学大纲：第四章 钻井工程常见问题及解决方法5. 钻井现场安全与环保：强调钻井现场的安全防护措施，培养学生具备安全意识和环保意识。
钻井与完井课程设计共34页文档
钻井与完井课程设计
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
钻井与完井工程教学大纲 课程大纲
钻井与完井工程教学大纲
第一章绪论
第一节钻井与完井工程在石油工业中的地位
第二节钻井与完井工程的主要内容
第三节钻井与完井工程技术的发展
第二章井身结构设计
第一节地层压力理论及预测方法
第二节地层破裂压力预测方法
第三节经验坍塌压力预测方法
第四节井身结构设计
第五节生产套管尺寸设计
第三章钻井液
第一节钻井液的功能、组成和类型
第二节粘土胶体化学基础
第三节钻井液的工艺性能
第四节钻井液常用原材料和处理剂
第五节钻井液体系
第四章钻进工艺
第一节钻进过程的系统分析
第二节地层岩性
第三节钻头
第四节水力参数
第五节机械参数
第六节钻具
第七节钻井技术
第五章钻井过程压力控制
第一节压力控制钻井的几个概念
第二节井内波动压力预测方法
第三节遗留及井喷控制
第四节欠平衡钻井技术
第六章井眼轨迹设计与控制
第一节概述
第二节定向井井眼轨迹设计
第三节井眼轨迹测量计算
第四节井眼轨迹控制
第七章固井
第一节套管柱强度设计
第二节油井水泥
第三节固井设备和施工
第四节固井质量检验和评价
第八章完井
第一节完井方法
第二节完井方法的选择
第三节完井井口装置及完井管柱
第四节投产措施
第九章储层保护
第一节储层损害的室内评价技术
第二节钻井过程中的储层保护技术
第三节完井过程中的储层保护技术第十章环境保护
第一节前期工程环境管理
第二节钻井完井施工中的环境保护。
钻井与完井工程教材第二章井身结构设计
第二章 井身结构设计井身结构设计是钻井工程的基础设计。
它的主要任务是确定套管的下入层次、下入深度、水泥浆返深、水泥环厚度、生产套管尺寸及钻头尺寸。
基础设计的质量是关系到油气井能否安全、优质、高速和经济钻达目的层及保护储层防止损害的重要措施。
由于地区及钻探目的层的不同，钻井工艺技术水平的高低，国内外各油田井身结构设计变化较大。
选择井身结构的客观依据是地层岩性特征、地层压力、地层破裂压力。
主观条件是钻头、钻井工艺技术水平等。
井身结构设计应满足以下主要原则：1．能有效地保护储集层；2．避免产生井漏、井塌、卡钻等井下复杂情况和事故。
为安全、优质、高速和经济钻井创造条件；3．当实际地层压力超过预测值发生溢流时，在一定范围内，具有处理溢流的能力。
本章着重阐明地下各种压力概念及评价方法，井身结构设计原理、方法、步骤及应用。
第一节 地层压力理论及预测方法地层压力理论和评价技术对天然气及石油勘探开发有着重要意义。
钻井工程设计、施工中，地层压力、破裂压力、井眼坍塌压力是合理钻井密度设计；井身结构设计；平衡压力钻井；欠平衡压力钻井及油气井压力控制的基础。
一、几个基本概念1．静液柱压力静液柱压力是由液柱自身重量产生的压力，其大小等于液体的密度乘以重力加速度与液柱垂直深度的乘积，即H P h ρ00981.0= （2-1）式中：P h ——静液柱压力，MPa ；ρ——液柱密度，g/cm 3； H ——液柱垂直高度，m 。
静液柱压力的大小取决于液柱垂直高度H 和液体密度ρ，钻井工程中，井愈深，静液柱压力越大。
2．压力梯度指用单位高度（或深度）的液柱压力来表示液柱压力随高度（或深度）的变化。
ρ00981.0==HP G hh （2-2） 式中：G h ——液柱压力梯度，MPa/m ； P h ——液柱压力，MPa ； H ——液柱垂直高度，m 。
石油工程中压力梯度也常采用当量密度来表示，即HP h00981.0=ρ （2-3）式中：ρ——当量密度梯度，g/cm 3；3．有效密度钻井流体在流动或被激励过程中有效地作用在井内的总压力为有效液柱压力，其等效（或当量）密度定义为有效密度。
《钻井工程课程设计》教学方法改革与实践
《钻井工程课程设计》教学方法改革与实践收稿日期：2018-10-25作者简介：王均（1980-），男（汉族），四川南充人，研究生学历，讲师，从事钻井工程及钻井液技术的教学与科研工作。
一、引言钻井工程是石油与天然气工程领域的主干专业技术课之一。
该课程具有综合性、实践性和灵活性较强的特点，涉及钻完井工程、固井工艺、井控技术、钻井液技术、油田化学和力学等方面的知识[1，2]。
《钻井工程课程设计》是钻井工程的重要实践教学环节之一；通过撰写课程设计来培养学生综合运用专业知识对某油田区块进行钻井工艺设计的基本能力，为后续课程学习、本科毕业设计（论文）和石油工程类的学科竞赛等奠定良好的基础。
二、《钻井工程课程设计》教学过程中存在的主要问题近年来，随着石油行业形势的变化，就业前景不如往年好，石油工程毕业生逐渐进入其他行业，部分学生对专业课尤其是设计类课程的学习兴趣变淡。
通过调研石油高等院校课程设计开展情况，结合我校石油工程专业钻井工程课程设计教学效果，学生在完成课程设计中普遍存在以下问题。
（一）重视程度不够，学生重“理论”、轻“设计”高校教学过程主要包括理论教学和实践教学。
大学学习期间，多数学生存在认识误区，认为能学好理论课程足矣，不重视实践类课程的学习，尤其是设计类课程，在设计过程中敷衍了事，不善于甚至不喜欢查阅文献，仅仅参照教材做一些简单运算，设计结果与实际应用偏差很大。
（二）课程设计任务书相似，抄袭现象严重钻井工程课程设计内容通常为一口井的全部综合设计，学生根据钻井工程设计任务书完成相应内容，虽然任务不同，但设计题目比较单一且设计模式及内容相似，工程实际性不强，限制了学生个人特长的发挥。
同时，由于设计任务的高度相似性，学生的计算数据和设计结果相近，部分学生存在抄袭现象，无法激活学生的独立思考能力和理解力，不能更好地培养学生综合运用知识解决实际问题的能力。
（三）设计安排在集中周进行，教学资源利用率不高目前，我校学生是在集中周期间完成钻井工程课程设计内容，部分学生不能很好地利用实验室、实验机房和馆藏图书等资源，影响课程设计效果。
《钻井与完井工程》课程教学方法及教学效果探讨
（ １ ）研究 对 象
２ 、课程教学方法
（ １ ）理论 教学 与 实践教 学相 结合
该课程教学由理论教学和实践教学两部分组成。 理 论教 学共５ ８ 个学时 ，具体 教学内容及学时分配 为 ：第 １ 章绪论 （ ２ 学时 ）、第２ 章井身结构设计 （ ６ ＠ 时 ）、第３ － 章钻井液 （ ８ 学时 ）、 第４ 章钻井 工艺 （ 重点 ） （ １ ０ 学时 ） 、 第５ 章钻井过程压 力控 制 （ 重 点 ）（ ６ 学 时 ）、第６ 章井眼轨迹设计与控制 （ １ ０ 学 时 ）、第７ 章 固井 （ ８ 学时 ）、第８ 章完井 （ ４ 学时 ）、第９ 章储层保护 （ ４ 学时 ） 。理论教 学在１ — ８ Ｎ内进行 ，每周 时。 实验教 学共６ 个学时 ，学生 可参 与水基钻井液配制及 常规 性能测
十 、 结 束 语
白，只有行为转变 表现 出色才会 得到教师 、同学 的关 注 、认 同和赞 赏。例如 ，上课老师提问或者讨论时 ，只有 一位 同学愿意举手发言 ， 教师就应当这样表扬他 ： “ 张刚同学举手发 言了，我非常欣赏他的大 胆和勇敢 ！”但是不能这样说 ： “ 怎么全班 同学都不举手 ，只剩张刚 个人举手？”这样就会大大挫伤大多数学生的积极性 。
教 育 教 学
《 钻井与完井工程 》课程教学方法及教学效果探讨
刘厚彬
（ 西南 石油 大学 石 油工 程学 院 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ５ ０ ０）
摘
要： 《 钻 井 与完 井工 程 》是 为石 油工 程专 业本 科 生讲 授 的一 门专 业 课程 ，是一 门 践 性非 常 强的课 程 ，也 是 本科 石 油工 程专 业 学生 必修 的一
验。
钻井与完井工程课程设计--冯倩
目录一、地质设计摘要二、井身结构设计三、钻具设计四、钻井液设计五、钻井水力参数设计六、套管柱设计及强度校核七、注水泥设计八、设计结果一、地质概况二、井身结构设计钻探目的层为J Q灰岩地层，确定完井方法为先期裸眼完井。
油气套管下入QJ 层3－5m。
根据地质情况，钻达目的层过程中不受盐岩，高压水层等复杂地层影响，故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面（图A－1）进行。
图A-1 地层压力和破裂压力设计系数见表A-2。
表A-2 井深结构设计有关系数表A-3 各层段地层可钻级值表A-4 水力参数设计数据1 泥浆泵型号与性能3NB1000钻井泥浆泵（两台，可仅用一台）2 钻井液性能其它参数地面泵压不超过20MpaKg=1.07*103-Mpa S8.1L8.1环空返速不低于0.7m/s，不高于1.2m/s钻井液塑性粘度0.0047pa.S三、钻具设计1、钻铤的设计根据五兹和鲁宾斯基理论得出，允许最小钻铤的最小外径为：允许最小钻铤外径=2倍套管接箍外径-钻头直径。
钻铤长度取决于选定的钻铤尺寸与所需钻铤重量。
2、所需钻铤重量的计算公式m=b fm K SW⨯（3-1）m ——所需钻铤的重量，kN ;Wm——所需钻压；Sf ——安全系数, 此取Sf=1.2 ；Kb——浮力系数；L c —— 所需钻铤的长度, m ； L dp —— 所需钻杆的长度，m ；q c —— 每次开钻所需钻铤单位长度重量； N —— 每次开钻所需钻铤的根数 ； 每根钻铤的长度 9.1 m 。
3、计算钻柱所受拉力的公式1．钻柱所受拉力P=[（L dp ⨯ q dp + L c ⨯ q dp ）] K b （3-2）P —— 钻柱所受拉力，kN ；P 外挤 =d ρg L （3-3）P 外挤—— 钻杆所受外挤压力,MPa 。
4、一次开钻钻具组合 1 .钻铤长度的确定选钻铤外径203.2mm ，内径71.4mm ，q c =2190N/m 。
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目录一、地质设计摘要二、井身结构设计三、钻具设计四、钻井液设计五、钻井水力参数设计六、套管柱设计及强度校核七、注水泥设计八、设计结果一、地质概况二、井身结构设计钻探目的层为J Q灰岩地层，确定完井方法为先期裸眼完井。
油气套管下入QJ 层3－5m。
根据地质情况，钻达目的层过程中不受盐岩，高压水层等复杂地层影响，故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面（图A－1）进行。
图A-1 地层压力和破裂压力设计系数见表A-2。
表A-2 井深结构设计有关系数表A-3 各层段地层可钻级值表A-4 水力参数设计数据1 泥浆泵型号与性能3NB1000钻井泥浆泵（两台，可仅用一台）2 钻井液性能其它参数地面泵压不超过20MpaKg=1.07*103-Mpa S8.1L8.1环空返速不低于0.7m/s，不高于1.2m/s钻井液塑性粘度0.0047pa.S三、钻具设计1、钻铤的设计根据五兹和鲁宾斯基理论得出，允许最小钻铤的最小外径为：允许最小钻铤外径=2倍套管接箍外径-钻头直径。
钻铤长度取决于选定的钻铤尺寸与所需钻铤重量。
2、所需钻铤重量的计算公式m=b fm K SW⨯（3-1）m ——所需钻铤的重量，kN ;Wm——所需钻压；Sf ——安全系数, 此取Sf=1.2 ；Kb——浮力系数；L c —— 所需钻铤的长度, m ； L dp —— 所需钻杆的长度，m ；q c —— 每次开钻所需钻铤单位长度重量； N —— 每次开钻所需钻铤的根数 ； 每根钻铤的长度 9.1 m 。
3、计算钻柱所受拉力的公式1．钻柱所受拉力P=[（L dp ⨯ q dp + L c ⨯ q dp ）] K b （3-2）P —— 钻柱所受拉力，kN ；P 外挤 =d ρg L （3-3）P 外挤—— 钻杆所受外挤压力,MPa 。
4、一次开钻钻具组合 1 .钻铤长度的确定选钻铤外径203.2mm ，内径71.4mm ，q c =2190N/m 。
此时b K =0.858，W=40KN L c =N c b S W q k ⋅⋅=858.019.2402.1⨯⨯=25.54m 从而实际用3根，实际长度3⨯9.1=27.3（m ） 2.钻杆长度计算及安全校核钻杆外径139.7mm ，内径121.4mm ，q=319.71N/m ，钢级E 级y F =1945.06KN ，t S =1.3（1）安全系数校核：1Fa =0.9y F /t S =0.9⨯1945.06/1.3=1346.58KN (2) 卡瓦挤毁校核2Fa =0.9y F /(y σ/x σ)=0.9⨯1945.06/1.42=1232.78KN（3）动载校核：3Fa =0.9y F -MOP=0.9⨯1945.06-400=1350.5KN较三种安全校核知卡瓦挤毁校核计算的最小则钻杆 Lp=（2Fa - q c ⨯L c ⨯ b K ）/（q ⨯b K ）=4307.08m>80m 从而实际用钻杆：80-27.3=52.7m校核抗挤度：P 外挤=gh ρ=1.1⨯1000⨯9.8⨯（80-27.3） 0.568MPa <D σ=58.21MPa 故安全校核所选钻铤及钻杆满足要求。
5、 三次开钻钻具组合 1 .钻铤长度的确定选钻铤外径152.4mm 。
q c =1212N/m 。
此时b K =0.839，W=180KN L c =N c b S W q k ⋅⋅=839.0212.11802.1⨯⨯=212.41m 从而实际用24根，实际长度24 ⨯9.1=218.4（m ） 2.钻杆长度计算及安全校核钻杆外径127mm ，内径112mm ，q=237.73N/m ，钢级E 级y F =1760.31KN ，t S =1.3 （1）安全系数校核：1Fa =0.9y F /t S =0.9⨯1760.31/1.3=1218.676KN (2) 卡瓦挤毁校核2Fa =0.9y F /(y σ/x σ)=0.9⨯1760.31/1.42=1115.68KN（3）动载校核：3Fa =0.9y F -MOP=0.9⨯1760.31-400=1184.279KN 较三种安全校核知卡瓦挤毁校核计算的最小则钻杆 Lp=（2Fa - q c ⨯L c ⨯ b K ）/（q ⨯b K ）=4480.17m>2000m 从而实际用钻杆：2000-218.4=1781.6m 。
校核抗挤度：P 外挤=gh ρ=1.25⨯1000⨯9.8⨯（2000-218.4） =21.825MPa<D σ=68.96 MPa综上安全校核所选钻铤及钻杆满足要求。
钻具选择表四、钻井液设计1、井筒内钻井液体积V bi =4π2bi D i L (4-1) V bi ——第i 次开钻时井筒内钻井液的体积，m 3； D bi ——第i 次开钻时钻头的直径，m ；L i ——第i 层套管的下入深度，m ；加ρ——所加入的重晶石的密度，取4200 3kg/m ；重ρ——加入重晶石粉后钻井液的密度，3kg/m ； 原ρ——加入重晶石之前的钻井液的密度，3kg/m 。
2、需要加入粘土的量W 土=水土水泥泥土）（ρρρρρ--V （4-2）式中 土ρ——所加入粘土的密度，取 2000 3kg/m ； 水ρ ——水的密度，取1000 3kg/m ； 原ρ——加入粘土前钻井液的密度，3kg/m 。
V 原——所配钻井液的最大体积，m 3。
3、需要加入清水的量Q 水=V 原-水ρ土W （4-3）式中 W 土——所加入的粘土的量，t ； 水ρ ——水的密度，取10003/m kg 。
W 加=V ρρρρρ--重加原原重加（） （4-4）式中 加ρ——所加入的重晶石的密度，取4200 3kg/m ；重ρ——加入重晶石粉后钻井液的密度，3kg/m ； 原ρ——加入粘土前钻井液的密度，3kg/m 。
参考临井资料，一开和时钻井液的密度为1.15 3g/cm ，二开和三开时钻井液密度同为1.156 3g/cm ，无须改变钻井液的密度。
4、钻井液体最大积的计算 1） 一次开钻井筒内钻井液体积由公式4-1 V 1b =2(0.4445)4π⨯80V 1b =12.41(m 3)2） 二次开钻井筒内钻井液体积由公式4-1 V 2b =2)2159.0(4π⨯310V 2b =11.34(m 3)3）三次开钻井筒内钻井液体积由公式4-1 V 3b =2)2159.0(4π⨯2000V 3b =73.18(m 3)一般泥浆池内要存储备用50m 3钻井液，取循环浪费20 m 3钻井液，所以 V 原>50+20+73.18,所以V 原>143.18 m 3,V 原=160m 3 。
五、钻井水力参数设计1、一开时泵的排量计算D H =444.5 mm , D P =139.7 mm ,n=0.65 ,K=0.3 ,Z=808 ,ρ=1.1g/cm 31.2a m s υ=c a sl υυυ=- (5-11))(2313130.00707s s d sl d e d ρρυρμ-=(5-12)121123nnh p e a d d n K n μυ-⎛-⎫⎛+⎫= ⎪⎪ ⎭⎝⎭⎝(5-13)由公式(5-11) (5-12) (5-13)得携岩最低返速sl υ=0.6(m/s) 由公式5-2Q 1max =4π(D )2P2H D -⨯a υ=4π(20.444527.139.0-)⨯1.2 Q 1max =167.73(l/s) 由公式5-3Q 1min =4π(D )D 22PH -⨯sl υ=4π(0.4445)1397.022-⨯0.6 Q 1min =83.868(l/s)2、二开时泵的排量计算DH =215.9 mm , DP=139.7 mm ,n=0.65 ,K=0.3 ,Z=808 ,ρ=1.1g/cm31.2am sυ=c a slυυυ=- (5-11))(2313130.00707s s dsld edρρυρμ-= (5-12)121123n nh pead d nKnμυ-⎛-⎫⎛+⎫= ⎪⎪⎭⎝⎭⎝(5-13) 由公式(5-11) (5-12) (5-13)得携岩最低返速slυ=0.6(m/s)由公式5-2Q1max=4π(D)2P2HD-⨯aυ=4π(22159.027.139.0-)⨯1.2Q1max=25.53(l/s)由公式5-3Q1min=4π(D)D22PH-⨯slυ=4π(0.2159)1397.022-⨯0.6Q1min=12.76(l/s)3、三开时泵的排量计算DH =215.9 mm ,DP=127 mm ,n=0.65 ,K=0.3 ,Z=808 ,ρ=1.25g/cm3。
由公式5-2Q3m ax =4π(D)22PHD-⨯aυ=4π(0.2159)127.022- 1.2⨯Q3m ax=28.72(l/s) 由公式5-3Qm in3=4π(D)22PHD-⨯slυ=4π(0.2159)127.022-⨯0.6Qm in3=14.36(l/s)表5-1泵的参数表4、三开时第一临界井深的确定当三开时，dpi=112mm,dp=127mm,dci=71.4mm,dc=152.4mm, d h=0.2m ,d ρ=1.156 g/cm 3,pv μ=0.023Pa ·s,d1=d2=d3=d4=0.120m,L 1=50m,L 2=30m,L 3=20m,L 4=16m 。
由公式5-7K g =0.12975(1.156⨯103)8.0⨯0.0232.0( 4.8500.120+ 4.8300.12+ 4.8200.12+ 4.8160.12) K g =5.346410-⨯ 由公式5-6)())((0.830.2 4.83 1.80.129750.144441.256100.023[]0.111960.220.1270.220.127p pK m L ==⨯⨯+-+=3.22610-⨯由公式5-10K c =(0.001156)8.0⨯0.0232.0⨯366[ 4.80.129750.0714+3 1.80.14444(0.20.1524)(0.20.1524)-+]K c =41098.1-⨯ 由公式5-5n=5.346⨯⨯-⨯+⨯---6441022.31098.110218.4 n=51094.2-⨯ 由公式5-4Dcr 1= 1.8r 0.357a Pr mQ m -=8.1672.281022.372.285.7350375.0⨯⨯⨯--651022.31094.2--⨯⨯ Dcr 1=3785.36（m ）5、喷嘴 射流速度及射流冲击力的设计因为喷嘴的当量直径：d e =422081.0bd P C Q ∆ρ又 D<D pc 所以b p ∆=P r -（n+mD ）Q r8.1=27.99-(2.94510-⨯+3.22610-⨯)2000⨯⨯28.728.1=27.32cm当量直径de=422081.0brd P C Q ∆ρ=2.12cm若采用三个等直径的喷嘴时：d1=d2=d3=3e d =1.23cm射流速度Vj=10241d Q r π=223.114.34172.2810⨯⨯⨯=165.622sm射流冲击力 Fj=2241100d Q d πρ⨯=5.499KN射流水功率：Pj=223)41(05.0d Q d πρ=12.54MPa六、套管柱设计及强度校核1、油层套管柱设计 1.某井段的最大外挤压力p c =d ρgD ⨯103- (6-1)d ρ—— 该井段所用泥浆的最大密度，g/cm 3 ； D —— 某段钢级的下入深度，m ； 2.某段钢级套管的最大下入深度 D n =310-⨯D d DgS ρσ (6-2)D σ——某段钢级套管抗外挤强度，MPa ； S D ——最小抗外挤安全系数，取1.125 ； 3.套管浮力系数1dB sp K p =-（6-3） s ρ—— 某段所用钢材的密度，取7.8 g/cm 3； 4.安全系数抗内压安全系数S i 取1.12，抗拉安全系数S t 取1.8 。