钻井常用计算公式
第四节 钻井常用计算公式
一、井架基础的计算公式
（一）基础面上的压力
P 基=
式中：P 基——基础面上的压力，MPa ；
n ——动负荷系数（一般取1.25~1.40）；
Q O ——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ； Q B ——井架重量，t ； （二）土地面上的压力
P 地=P 基+W
式中：P 地——土地面上的压力，MPa;
P 基——基础面上的压力，MPa; W ——基础重量，t （常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积F 1=
式中：F 1——基础顶面积，cm2；
B 1——混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F 2=
式中：F 2——基础底面积，cm 2；
B 2——土地抗压强度，MPa ； P 地——土地面上的压力，MPa 。 3、基础高度
式中：H ——基础高度，m ；
F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm 2； P 基——基础面上的压力，MPa ；
B 3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm 2=0.351MPa ）。 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式
nQ O +Q B
4
P 基
B 1
P 地
B 2
配合比为1∶m ∶n=水泥∶砂子∶卵石。根据经验公式求每1m 3混凝土所需的各种材料如下：
2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。
表1-69 混凝土常用体积配合比及用料量
二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率
式中：G ab ——测量点a 和b 间井段的井斜全角变化率，（°）/30m ；
△L ab——测量点a和b间的井段长度，m；
αa——测量点a点处的井斜角，°；
αb——测量点b点处的井斜角，°；
△Φab——测量点a和b之间的方位差，△Φab=Φb-Φa，°。
2、井底水平位移
式中：S Z——井底水平位移，m；
N O——井口N座标值，m；
N n——实际井底N座标值，m；
E O——井口E座标值，m；
E n——实际井底E座标值，m。
3、最大井斜角
根据井深井斜测量数据获取或井斜测井资料获得。
4、平均井径扩大系数
式中：C p——平均井径扩大系数，无因次量
D实——实际平均井径，mm；
D b——钻头名义直径，mm。
5、最大井径扩大系数
式中：C max——最大井径扩大系数，无因次量；
D max——实际最大井径，mm；
D b——钻头名义直径，mm。
（二）定向井井身质量计算
1、井斜全角变化率计算公式同（一）
2、定向井井底水平偏差距
式中：S s——定向井井底水平偏差距，m；
N d——设计井底座标，m；
N n——实际井底的N座标，m；
E d——设计井底座标，m；
E n——实际井底的E座标，m。
3、定向井井底垂直偏差距
△H=H-H n
式中：△H——定向井井底垂直偏差距，m；
H——设计垂直井深，m；
H n——实际垂直井深，m。
4、定向井实际井底与设计井底的空间距离
式中：R——定向井实际井底与设计井底的空间距离，m；
△H——实际井底与设计井底的垂直距离，m；
S s——实际井底与设计井底的水平偏差距，m。
5、平均井径扩大系数计算同（一）4。
6、最大井径扩大系数计算同（一）5。
三、喷射钻井水力参数计算公式（一）钻井泵额定水功率
P pr=p r×Q r
式中：P pr——钻井泵额定水功率，kw；
p r——钻井泵额定泵压，MPa;
Q r——钻井泵额定流量，L/s。
（二）钻井泵实发水功率
P p=p s×Q
式中：P p——钻井泵实发水功率，kw；
p s——钻井泵工作泵压，MPa;
Q——钻井泵工作流量，L/s。
（三）钻井泵水功率分配关系
P p=P b+△P cr
式中：P p——钻井泵实发水功率，kw;
P b——钻头（喷咀）水功率，kw；
△P cr——循环系统损耗水功率，kw。
（四）钻井泵压力分配关系
p s=△p b+△p g+△p cs
式中：p s——钻井泵实发泵压，MPa；
△p b——钻头喷咀压降，MPa；
△p g——地面管汇压力损耗，MPa；
△p cs——循环系统压力损耗，MPa。
△p cs=△p pi+△p ci+△p pa+△p ca+△p g
△p pi、△p pa分别为钻杆内外循环压力损耗，MPa；△p ci、△p ca分别为钻铤内外循环压力损耗，MPa。（五）钻头（喷咀）压力降
△p b=k b×Q2
式中:△p b——钻头（喷咀）压力降，MPa；
Q——钻井液流量，L/s；
k b——钻头（喷咀）压降系数，无因次量。
式中：ρd——钻井液密度，g/cm3;
A J——喷咀截面积，mm2。
式中：ρd——钻井液密度，g/cm3;
Q——钻井液流量，L/s；
P s——钻井泵实发泵压，MPa；
△p cs——循环系统压力损耗，MPa。（六）地面管汇压力损耗
△p g=k g×Q1.8
式中：△p g——地面管汇压力损耗，MPa；
Q——流量，L/s；
k g——地面管汇压力损耗系数;
k g=3.767×10-4×ρd0.8×μpv0.2;
μpv (塑性粘度)=θ600-θ300，mpa·s;
θ600、θ300分别为旋转粘度计600r /min 、300r /min 的读数，无因次量。 （七）管内循环压力损耗 1、钻杆内
式中：△p pi ——钻杆内循环压力损耗，MPa;
k pi ——钻杆内循环压力损耗系数，无因次量； L P ——钻杆长度，m ； Q ——流量，L/s ；
ρd ——钻井液密度，g/cm 3； μpv ——塑性粘度，mpa·s ； d pi ——钻杆内径，mm 。 2、钻铤内
式中：△p ci ——钻铤内循环压力损耗，MPa;
k ci ——钻铤内循环压力损耗系数，无因次量； L C ——钻铤长度，m ； Q ——流量，L/s ；
ρd ——钻井液密度，g/cm 3； μpv ——塑性粘度，mpa·s d ci ——钻铤内径，mm 。 （八）管外循环压力损耗 1、钻杆外
式中：△p pa——钻杆外循环压力损耗，MPa;
k pa——钻杆外循环压力损耗系数，无因次量；
L P——钻杆长度，m；
Q——流量，L/s；
ρd——钻井液密度，g/cm3；
μpv——塑性粘度，mpa·s；
d h——井眼直径，mm；
d p——钻杆外径，mm。
2、钻铤外
式中：△p ca——钻铤外循环压力损耗，MPa;
k ca——钻铤外循环压力损耗系数，无因次量；
L C——钻铤长度，m；
Q——流量，L/s；
ρd——钻井液密度，g/cm3；
μpv——塑性粘度，mpa·s；
d h——井眼直径，mm；
d c——钻铤外径，mm。
（九）钻头（喷咀）水功率
p b=△p b×Q
式中：p b——钻头（喷咀）水功率，kw；
△p b——钻头（喷咀）压力降，MPa;
Q——流量，L/s。
（十）射流喷射速度
式中：V J——射流喷射速度，m/s；
Q——流量，L/s；
A J——喷咀截面积，mm2。
（十一）射流冲击力
F J=ρd×υJ×Q
式中：F J——射流冲击力，N；
ρd——钻井液密度，g/cm3;
υJ——射流喷射速度，m/s;
Q——流量，L/s。
（十二）钻头单位面积水功率（比水功率）
式中：P bs——钻头单位面积水功率（比水功率），W/mm2;
p b——钻头水功率，kw；
A b——井底面积（即钻头面积），mm2；
d b——钻头直径，mm。
（十三）钻井泵功率利用率
式中：——钻井泵功率利用率，无因次量；
Pb——钻头水功率，kw；
P p——钻井泵实发水功率，kw。
（十四）钻井液环空返速
式中：υa——钻井液环空返速，m/s；
Q——流量，L/s；
d h——井眼直径，mm;
d p——钻杆外径，mm。
（十五）环空临界流速
1、宾汉流体
式中：υcr——环空临界流速，m/s；
μpv——塑性粘度，mPa·s；
τyp——屈服值（动切力），Pa；
τyp=0.479(2θ300-θ600)；
ρd——钻井液密度，g/cm3;
d h——井眼直径，mm；
d p——钻杆外径，mm；
R e——雷诺数，无因次量；
υa——钻井液上返速度，m/s；
若υa≥υcr或R e≥2100为紊流。
υa＜υcr或R e＜2100为层流。
2、幂律流体
式中：υcr——环空临界流速，m/s;
n——钻井液流型指数，无因次量；
K——钻井液稠度系数，Pa·sn;
ρd——钻井液密度，g/cm3；
d h——井眼直径，mm；
d p——钻杆外径，mm;
Z——钻井液流态指示值，无因次量；
υa——钻井液环空上返速度，m/s;
若υa≥υcr或Z≥800为紊数；
υa＜υcr或Z＜800为层流。
（十六）岩屑滑落速度
式中：υs——岩屑滑落速度，m/s；
d rc——岩屑直径，mm；
ρrc——岩屑密度，g/cm3(一般取2.5g/cm3);
ρd——钻井液密度，g/cm3;
μf——视粘度，mPa·s。
（十七）环空净化能力
式中：L c——环空净化能力，无因次量；
υs——岩屑滑落速度，m/s;
υa——钻井液环空上返速度，m/s。
（十八）临界井深（选择宾汉流体）
1、最大钻头水功率工作方式
式中：D cr——临界井深，m;
p r——钻井泵额定泵压，MPa；
k g——地面管汇循环压力损耗系数，无因次量；
k c——钻铤循环压力损耗系数，无因次量；
L c——钻铤长度，m；
Q——流量，L/s；
k p——钻杆循环压力损耗系数，无因次量。
2、最大冲击力工作方式
式中：D cr——临界井深，m;
p r——钻井泵额定泵压，MPa；
k g——地面管汇循环压力损耗系数，无因次量；
k c——钻铤循环压力损耗系数，无因次量；
L c——钻铤长度，m；
Q——流量，L/s；
k p——钻杆循环压力损耗系数，无因次量。（十九）最优流量（选择宾汉流体）
1、最大钻头水功率工作方式
式中：Q opt——最优流量，L/s；
p r——钻井泵额定泵压，MPa；
k g——地面管汇循环压力损耗系数，无因次量；
k p——钻杆循环压力损耗系数，无因次量;
L p——钻杆长度，m;
k c——钻铤循环压力损耗系数，无因次量；
L c——钻铤长度，m。
2、最大冲击力工作方式
式中：Q opt——最优排量，L/s；
p r——钻井泵额定泵压，MPa；
k g——地面管汇循环压力损耗系数，无因次量；
k p——钻杆循环压力损耗系数，无因次量;
L p——钻杆长度，m;
k c——钻铤循环压力损耗系数，无因次量；
L c——钻铤长度，m。
四、优选参数钻井计算公式
（一）钻速方程
式中：υpe——机械钻速，m/h;
d——钻压指数（d=0.5366+0.1993kd），无因次量；
k d——岩石可钻性级值；
λ——转速指数（λ=0.9250-0.0375kd），无因次量；
f——地层水力指数（f=0.7011-0.05682kd），无因次量；
W s——单位钻头直径钻压（比钻压），KN/mm；
n r——转速，r/min;
HP e——喷咀等效比水功率，W/mm2;
△ρd——钻井液密度差系数(0.97673kd-7.2703)，无因次量；
ρd——钻井液密度，g/cm3;
P bs——钻头比水功率，W/mm2;
d1、d2、d3分别为钻头喷咀直径，mm。
（二）钻头牙齿磨损方程
式中：——钻头牙齿磨损速度，无因次量；
P——钻头系数，镶齿钻头P=0.5；
A f——地层研磨性系数，无因次量；
n r——转速，r/min；
D1——钻压影响系数，无因次量；
d b——钻头直径，mm；
W cr——单位钻头直径临界比钻压，KN/mm;
W s——单位钻头直径钻压（比钻压），KN/mm;
c1——钻头牙齿磨损减慢系数，无因次量；
h f——牙齿磨损量，无因次量。
单位钻头直径临界比钻压取值：
D1——钻压影响系数，无因次量；
D2——钻压影响系数，无因次量；
铣齿牙轮钻头：Wcr=1.77KN/mm;
锒齿牙轮钻头：Wcr=1.34KN/mm。
（三）钻头轴承磨损方程
式中：——钻头轴承磨损速度，无因次量；
n r——转速，r/min;
d b——钻头直径，mm；
W s——单位钻头直径钻压（比钻压），KN/mm；
b——钻头轴承工作系数，无因次量。
（四）钻井成本方程
式中：C u——钻井直接成本，元/m；
C b——钻头单价，元/只；
C r——钻机作业费，元/h；
t d——纯钻进时间，h；
t t——起下钻时间，h；
t cn——接单根时间，h；
F b——钻头进尺，m。
（五）其他参数
1、地层研磨性系数Af
式中：c1——钻头牙齿磨损减慢系数，无因次量；
A f——地层研磨性系数，无因次量；
h f——钻头牙齿磨损量，无因次量；
n r——转速，r/min；
D1——钻压影响系数，无因次量；
d b——钻头直径，mm；
P——钻头系数，镶齿钻头P=0.5；
t d——钻头纯钻进时间，h；
W cr——单位钻头直径临界比钻压，KN/mm;
W s——单位钻头直径钻压（比钻压），KN/mm。2、当A f≤4，由轴承决定钻头寿命t d
式中：t d——钻头轴承寿命，h;
b f——钻头轴承磨损量，无因次量；
b——钻头轴承工作系数,无因次量；
n r——转速，r/min;
d b——钻头直径，mm;
w s——单位钻头直径钻压（比钻压）KN/mm。
当A f＞4，则由牙齿决定钻头寿命t d
式中：T t——钻头牙齿寿命，h；
c1——钻头牙齿磨损减慢系数，无因次量；
h f——钻头牙齿磨损量，无因次量；
A f——地层研磨性系数，无因次量；
n r——转速，r/min；
D1——钻压影响系数，无因次量；
d b——钻头直径，mm；
W cr——单位钻头直径临界比钻压，KN/mm;
W s——单位钻头直径钻压（比钻压），KN/mm。
五、地层孔隙压力计算公式（一）地层孔隙压力和压力梯度
1、地层孔隙压力
p p=10-3×ρf×g×H
式中：p p——地层孔隙压力（在正常压实状态下，地层孔隙压力等于静液柱压力），MPa；
ρf——地层流体密度，g/cm3;
g——重力加速度，9.81m/s2;
H——该点到水平面的重直高度（或等于静液柱高度）,m。
在陆上井中，H为目的层深度，起始点自转盘方钻杆补心算起，液体密度为钻井液密度ρm，则p h=10-3×ρm×g×H
式中：p h——静液柱压力，MPa；
ρm——钻井液密度，g/cm3
H——目的层深度，m；
g——重力加速度，9.81m/s2。
在海上井中，液柱高度起始点自钻井液液面（即出口管）高度算起，它与方补心高差约为0.6m~3.3m，此高差在浅层地层孔隙压力计算中要引起重视，在深层可忽略不计。
2、地层孔隙压力梯度
式中：G p——地层孔隙压力梯度，MPa/m。
其它单位同（一）中1。
（二）上覆岩层压力
1、上覆岩层压力
p o=9.81×10-3H〔(1-Φ)ρm+Φρ〕
式中：p o——上覆岩层压力，MPa；
H——目的层深度，m；
Φ——岩石孔隙度，%；
ρ——岩层孔隙流体密度，g/cm3；
ρm——岩石骨架密度，g/cm3。
2、上覆岩层压力梯度
G o——上覆岩层压力梯度，MPa/m;
P o——上覆岩层压力，MPa;
H——深度（高度），m。
（三）压力间关系
P o=P p+σz
式中：P o——上覆岩层压力，MPa；
P p——地层孔隙压力，MPa；
σz——有效上覆岩层压力（骨架颗粒间压力或垂直的骨架应力），MPa。（四）地层破裂压力和压力梯度
1、地层破裂压力（伊顿法）
式中：P f——地层破裂压力（为岩石裂缝开裂时的井内流体压力），MPa；
μ——地层的泊松比；
σz——有效上覆岩层压力，MPa；
P p——地层孔隙压力，MPa。
或P f=P h+P试
式中：P f——地层破裂压力，MPa；
P h——液柱压力，MPa；
P试——试验时地层破裂时的立管压力，MPa。
2、破裂压力当量密度
式中：ρp——破裂压力当量密度，g/cm3；
ρm——试验时所用钻井液密度，g/cm3；
P L——试验时地层漏失压力，MPa；
H——裸眼段中点井深，m。
3、地层破裂压力梯度
式中：G f——地层破裂压力梯度，MPa/m;
P f——地层破裂压力，MPa。
（五）dc指数
1、dc指数方程
式中：d c——修正d指数，无因次量；
n r——转速，r/min；
t d——纯钻时，min；
w——钻压，KN；
d b——钻头直径，mm；
ρp——正常地层孔隙压力当量钻井液密度，g/cm3;
ρd——钻井液密度，g/cm3。
2、正常趋势线方程
d cn=a×10bh
式中：d cn——dc指数正常趋势线方程（无因次量）；
a——正常趋势线截距，无因次量；
b——正常趋势线的斜率，m-1；
h——做dc指数试验时的井深，m。
六、压井计算公式
（一）关井立管压力
P s+P d=P a+P ad=P p
式中：P s——关井立管压力，MPa；
P d——钻柱内钻井液液柱压力，MPa；
P a——关井套管压力，MPa；
P ad——环空受油气侵钻井液静液柱压力，MPa；
P p——地层孔隙压力，MPa。
（二）装有钻具回压阀的关井立管压力
P s=P s1-△P a
式中：P s——关井立管压力，MPa；
P s1——仃泵时立管压力，MPa；
△P a——关井时套管压力升高值，MPa；
（三）在循环钻井液情况下求关井立管压力
P s=PT-△P ci
式中：P s——关井立管压力，MPa；
P T——压井时立管总压力，MPa；
P ci——压井时的循环压力，MPa；
（四）压井时所需钻井液密度
式中：ρd1——压井时所需钻井液密度，ｇ/cm3；
ρd——钻柱内钻井液密度，ｇ/cm3
△ρ——压井所需钻井液密度增量，ｇ/cm3；
P s——关井立管压力，MPa；
H——井深，m；
g——重力加速度（=9.81m/s2）;
ρe——安全附加当量钻井液密度（油井0.05g/cm3~0.1ｇ/cm3，气井为0.07g/cm3~0.15ｇ/cm3）。
P e——安全附加压力，MPa（油井为1.5MPa~3.5MPa，气井为3.0MPa~5.0MPa）。
（五）压井循环时立管总压力
p T=p s+△p cs+p e
式中：P T——压井循环时立管总压力，MPa；
P s——关井立管压力，MPa；
△P cs——循环压耗，MPa；
P e——安全附加压力（同上），MPa。
（六）压井钻井液刚泵入钻柱时立管初始循环总压力
p Ti=p s+p ci+p e
式中：P Ti——压井钻井液刚泵入钻柱时立管初始循环总压力，MPa；
P s——关井立管压力，MPa；
P ci——压井流量下的循环压力，MPa；
P e——安全附加压力(同上)，MPa。
（七）压井钻井液到达钻头时的立管终了循环总压力
式中：P Tf ——压井终了循环总压力，MPa ；
ρd1——压井时所需钻井液密度，ｇ/cm 3；
ρd ——关井时钻柱内未气侵钻井液密度（钻柱内钻井液密度），ｇ/cm 3； p ci ——压井流量下的循环压力，MPa 。 （八）压井钻井液从地面到达钻头时所需时间
式中：t d ——压井钻井液从地面到达钻头时所需时间，min ；
V d ——钻具内容积，L/m ； H ——井深，m ；
Q r ——压井流量，L/s ；Qr=（1/3~1/2）Q ； Q ——正常钻井时钻井泵实发流量，L/s 。 （九）压井钻井液充满环空所需循环时间
式中：t a ——压井钻井液充满环空所需循环时间，min ；
V a ——井眼环空容积，L/m ； H ——井深，m ；
Q r ——压井流量，L/s ；Qr=（1/3~1/2）Q ； Q ——正常钻井时钻井泵实发流量，L/s 。 （十）油气上窜速度计算公式 1、迟到时间法
静
迟
钻头油—t t
t H H v
式中：v ——油气上窜速度，m/h ；
H 油——油气层深度，m ；
H 钻头——循环钻井液时钻头所在深度，m ； t 迟——钻头所在深度迟到时间，h ；
t ——从开泵循环到见到油气显示的时间，h ； t 静——从停泵起钻至本次开泵的总静止时间，h 。
2、相对时间法
对于相同井径的井眼，应用该方法计算比较简单并且更准确。 （1）钻头深度等于油层顶部深度
）
（静钻头211
t t t t H v +=
式中：v ——油气上窜速度，m/h ；
H 钻头——循环钻井液时钻头所在深度（与油层顶部深度相等），m ； t 1——循环时油气显示时间，h ；
t 2——从开泵循环到见到油气显示的时间，h ； t 静——从停泵起钻至本次开泵的总静止时间，h 。
（2）钻头深度大于油层顶部深度
）
（—静油2121t t t ht t H v +?=
式中：v ——油气上窜速度，m/h ；
H 油——油气层顶部深度，m ；
t 1——钻头所在深度循环时油气显示时间，h ； t 2——从开泵循环到见到油气显示的时间，h ； t 静——从停泵起钻至本次开泵的总静止时间，h ； Δh ——油层厚度，m 。
七、卡点深度、钻杆允许扭转圈数及泡油量的计算公式 （一）卡点深度计算
式中：L ——卡点深度，m ；
△L ——在P 作用下钻杆连续提升时平均伸长，cm ；
P
L
K P L F P LEF L ?=?=?=
210
钻井常用计算公式
第四节 钻井常用计算公式 、井架基础的计算公式 （一） 基础面上的压力 nQ O +Q P 基= 4 式中：P 基——基础面上的压力，MPa ； n ----- 动负荷系数（一般取 1.25~1.40）； Q O 天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ； Q B ——井架重量，t ； （二） 土地面上的压力 P 地=卩基+W 式中：P 地——土地面上的压力， MPa; P 基——基础面上的压力， MPa; W ――基础重量，t （常略不计） （三）基础尺寸 1、顶面积F i = 式中：F i 基础顶面积，cm2 ； B 2―― 土地抗压强度，MPa ； P 地——土地面上的压力， MPa 。 3、基础高度 式 中： H ――基础高度，m ; 2 F2、F1分别为基础的底面积和顶面积， cm ； P 基——基础面上的压力， MPa ； B 3 混凝土抗剪切强度（通常为 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式B i ――混凝土抗压强度（通常为 28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积 式中：F 2 F 2= 2 基础底面积，cm ；
配合比为1 ： m ： n=水泥：砂子：卵石。根据经验公式求每 1m 3混凝土所需的各种材料如下: 1 一 □［十 n 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表 1-69。 混凝土 用途 体积 配合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子 每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 3 m 石子 3 m 水泥 kg 石子 3 m 混凝 土 3 m 水泥 kg 砂子 3 m 混凝 土 3 m 砂子 3 m 石子 3 m 混凝 土 3 m 1?坚硬土壤上的井 架 脚，小基墩井架 脚，基墩的上部 分。 1 ：2 : 4 335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2?厚而大的突出基 墩。 1 ：2.5 ： 5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.6 3 3?支承台、浇灌坑 穴 及其他。 1 ：3 ：6 234 0.46 0.93 504 2 2.15 25 3 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4?承受很大负荷和 冲 击力的小基墩。 1 ：1 ： 2 585 0.39 0.78 1500 2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 5?承受负荷不大的 基 墩。 1 ：4 : 8 180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率 式中：G ab ――测量点a 和b 间井段的井斜全角变化率，（° /30m ； 水泥=2340 l+m+n kg g 5）：十△購朋亦
钻井液常规计算公式
钻井液常用计算 一、水力参数计算：(p196-199) 1、地面管汇压耗： Psur=C×MW×(Q/100)1.86×C1 Psur---地面管汇压耗，Mpa（psi）； C----地面管汇的摩阻系数； MW----井内钻井液密度，g/cm3(ppg); Q----排量，l/s(gal/min); C1----与单位有关的系数，当采用法定法量单位时，C1＝9.818；当采用英制单位时，C1＝1； ①钻具内钻井液的平均流速： V1=C2×Q/2.448×d2 V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)； Q-------排量，l/s(gal/min); d-------钻具内径，mm(in)； C2------与单位有关的系数。当采用法定计量单位时，C2＝3117采用英制单位时，C2＝1。 ②钻具内钻井液的临界流速 V1c=(1.08×PV＋1.08(PV2＋12.34×d2×YP×MW×C3)0.5)/MW×d×C4 V1c -------钻具内钻井液的临界流速，m/s(ft/s)； PV----钻井液的塑性粘度，mPa.s(cps); d------钻具内径，mm(in) MW----钻井液密度，g/cm3(ppg); C3、C4------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C3＝0.006193，C4＝1.078；采用英制单位时，C3＝1、C4＝1。 ③如果≤V1c，则流态为层流，钻具内的循环压耗为 P p=C5×L×YP/225×d＋C6×V1×L×PV/1500×d2 ④如果V1>V1c，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为 P p=0.0000765×PV0.18×MW0.82×Q1.82×L＋C7/d4.82 P p---钻具内的循环压耗，Mpa(psi); L----某一相同内径的钻具的长度，m(ft)； V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)； d------钻具内径，mm(in) MW----钻井液密度，g/cm3(ppg); Q-------排量，l/s(gal/min);
石油钻井常用计算公式
常 用 公 式 一、配泥浆粘土用量 二、加重剂用量 W 加=) ()(加重后加重剂原浆加重后泥浆量 加重剂 ρρρρρ V 三、稀释加水量 Q 水=) ()(水稀释后稀释后原浆原浆量 水ρρρρρ V 四、泥浆上返速度 V 返=) d (7.122 2钻具井径 D Q 五、卡点深度 (1) L=9.8ke/P (㎝、KN) (2)L=ｅEF/105P=Ke/P (㎝，t ，K=21F=EF/105 ，E=2.1×106 ㎏/㎝2) 5” 壁厚9.19 K=715 3 1/2壁厚9.35 K=491 ) ()(水土水泥浆泥浆量 土土ρρρρρ V W
六、钻铤用量计算 L t. =m.q.k p 式中p ---钻压，公斤, q --钻铤在空气中重,量公斤／米， K ---泥浆浮力系数， L t ---钻铤用量, 米, m---钻铤附加系数（１．２至１．３） 七、 泵功率 N=7.5 Q p （马力） 式中p －实际工作泵压（k g /cm 2）, Q –排量（l /s ） 八、钻头压力降 p 咀=4 e 22 d c Q .827.0ρ （kg /cm 2） 式中ρ－泥浆密度（g /cm 3）, Q –排量（l /s ）, C ---流量系数（取０．９５－０．９８５） d e ---喷咀当量直径（cm ），d e ＝2 3 2221 d d d 九、喷咀水功率 N 咀=7.5 Q p 咀＝4 e 23 d c Q .11.0 十、喷射速度过 v 射=2 e d Q 12.74c 十一、冲击力 F 冲 =2 e 2 d Q .12.74ρ 十二、环空返速V= 2 2 d D Q 12.74- 式中ρ－泥浆密度（g /cm 3）, Q –排量（l /s ）, C ---流量系数（取０．９５－０．９８５） d e ---喷咀当量直径（cm ），d e ＝ 2 3 2221 d d d ++ 十三、全角变化率—“井眼曲率”公式 COS ⊿E=COSa 1 COSa 2+Sina 1 Sina 2COSB 或⊿E=（a 12+ a 22-2 a 1 a 2 COSB ）1/2
配制钻井液几种常用计算公式
配制钻井液几种常用计算公式 一、 配制水基钻井液所需材料的计算 1 配制定量、定密度的水基钻井液所需的粘土量 已知：钻井液重量＝粘土重量＋水重量 其中：钻井液重量＝11V ρ 粘土重量＝22V ρ 水的重量＝33V ρ 所以： 332211ρρρV V V += (1) 因为： 213V V V -= (2) (2)代入（1）则得: 整理后 ()322112ρρρρ--= V V …………………………(3) 又因 22ρW V = (4) (4)代入（3）整理后 W －粘土重量；V 1-钻井液体积；V 2-粘土体积；V 3-水体积； 1ρ－钻井液密度；2ρ－粘土密度；3ρ－水的密度； 2 配制定量、定密度的水基钻井液所需的水量 水量＝欲配钻井液体积－所需粘土体积 其中：粘土密度 粘土重量所需粘土体积＝ 二、 调整钻井液密度所需材料 1 加重钻井液所需加重材料数量计算
（1）定量钻井液加重时所需加重材料的计算： 式中 W －加入的加重材料重量； 浆V －原浆体积； 1ρ－原浆密度； 2ρ－欲配的钻井液密度； 3ρ－加重材料的密度； （2）配制定量加重钻井液时所需加重材料的计算： 式中 W-所用加重材料的重量； V －欲配的钻井液体积； 1ρ－原浆密度； 2ρ－欲配的钻井液密度； 3ρ－加重材料的密度； 2 降低钻井液密度所需水量（或低密度钻井液量）之计算 式中 V －降低密度时需要的水量； 浆V －原浆体积； 1ρ－原浆密度； 2ρ－加水稀释后的钻井液密度（即要求的钻井液密度）。 三、 钻井液的循环容积 1 井筒容积计算(即井内钻井液量计算) （1）经验式 井眼内的钻井液量()2 1000/31井径井径＝井段?m m V
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
钻井工程计算1.doc
1．某井用Φ127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，Φ184.20mm 钻铤 (1737N/m )60m 、Φ158.8mm 钻铤(1328N/m )100m 及Φ216mm 钻头，钻井液密度1.2 g/cm 3 。钻进时加钻压180kN ，套管钢材密度为7.8g/cm 3，求中性点位置。（10分） [解]：① =-=s m f K ρρ10.846 ② =11c c f L q K 88.17千牛<180千牛， 故中性点落在Φ158.8mm 的钻铤上 ③设中性点高度（距井底距离）为N L 米 21 11c f c c f c N q K L q K P L L -+==60+81.736=141.736米 2．某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某一井深时的泵压为18MPa ，所用排量为30 l/s ，钻井液密度为1.3g/cm 3。此时循环系统的循环压耗系数K l =0.0223MPa(l/s)1.8。已知钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。试判断：此时钻头上喷嘴直径是多大?（14分） [解]： ①8.1Q K P l l ?==10.19MPa ②由l b S P P P += 得：81.7=-=l s b P P P MPa ③由422022 081.005.0e b Cd Q A C Q P ρρ== 得：4229081.0b P C Q d ρ==1.1cm = 11mm 3．某井使用密度为1.3g/cm 3的钻井液钻至3800m 时发生井涌，关井后求得关井 立管压力为4MPa ，关井套管压力为5.5MPa 。 （1）求压井用的钻井液密度； （2）已知上一层套管下深2500m ，该处地层破裂压力的当量密度为 1.98g/cm 3，假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求允许的最大关 井套压。（12分） 解：（1）压井所需要的钻井液密度： 407.13800 00981.043.100981.01=?+=+=D p sp d d ρρg/cm 3 （2）允许的关井套压max i p t f t d i D D p ρρ00981.000981.0max ≤+
最常用钻井液计算公式
钻井液有关计算公式 一、加重：W= Y（Y-Y）/Y）-谡 W :需要加重1方泥浆的数量（吨） Y：加重料密度 Y:泥浆加重前密度 Y：泥浆加重后密度 二、降比重：V= （丫原-丫稀）丫水/ 丫稀-丫水 V：水量（方） 丫原：泥浆原比重 丫稀：稀释后比重 丫水：水的比重 三、配1方泥浆所需土量：W= 丫土（丫泥-丫水）/丫土-丫水 丫水：水的比重 丫泥：泥浆的比重 丫土：土的比重 四、配1方泥浆所需水量：V=1-W 土/丫土 丫土：土的比重 W 土：土的用量 五、井眼容积：V=1/4 U D2H D ：井眼直径（m） H ：井深（m） 六、环空上返速度：V 返= 1 2.7Q/D 2-d2 Q: 排量（l/S ） D: 井眼直径（cm） d: 钻具直径（cm） 七、循环周时间：T=V/60Q=T井内+T地面 T: 循环一周时间（分钟） V: 泥浆循环体积（升） Q: 排量（升/秒）
八、岩屑产出量：W= T D2* Z/4
W:产出量（立方米/小时） Z:钻时（机械钻速）（米 /小时） D:井眼直径（米） 九、粒度范围 粗 中粗 中细 细 超细 胶体 粘土级颗粒 砂粒级颗粒 粒度》2000卩 粒度2000- 250卩 粒度250-74卩 粒度74-44卩 粒度44- 2 粒度W 2 1 粒度w 2 1 粒度》74 1 十、API 筛网规格： 目数 20 30 40 50 60 80 100 120 十一、除砂器有关数据 除砂器：尺寸（6-12 〃） 处理量（ 除砂器：尺寸（2-5 〃） 处理量（ 28-115立方米/小时） 范围（除74 1以上） 6-17立方米/小时） 范围（除44 1以上） O I ” O n -=1.195 *（‘600 - -00） T c =1.512*（ ... 6可00 -「600 ） 2 孔径 （1 ） 838 541 381 279 234 178 140 十二、极限剪切粘度 十三、卡森动切力：
钻井计算公式精典
钻井计算公式（精典） 1.卡点深度： L=eEF/105P=K×e/P 式中：L-----卡点深度米 e------钻杆连续提升时平均伸长厘米 E------钢材弹性系数=2.1×106公斤/厘米2 F------管体截面积。厘米2 P------钻杆连续提升时平均拉力吨 K------计算系数 K=EF/105=21F 钻具被卡长度l: l=H-L 式中H-----转盘面以下的钻具总长米 注：K值系数5＂=715（9.19） 例：某井在井深2000米时发生卡钻，井内使用钻具为壁厚11毫米的59/16＂钻杆，上提平均拉力16吨，钻柱平均伸长32厘米，求卡点深度和被卡钻具长度。 解：L=Ke/P 由表查出壁厚11毫米的59/16＂钻杆的K=957 则：L=957×32/16=1914米 钻具被卡长度： L=H-L=2000-1914=86米 2、井内泥浆量的计算 V=D2H/2或V=0.785D2H 3、总泥浆量计算 Q=q井+q管+q池+q备 4、加重剂用量计算： W加=r加V原(r重-r原)/r加-r重 式中：W加----所需加重剂的重量，吨 r原----加重前的泥浆比重， r重----加重后的泥浆比重 r加---加重料的比重 V原---加重前的泥浆体积米3 例：欲将比重为1.25的泥浆200米3，用比重为4.0的重晶石粉加重至1.40，需重晶石若干？解：根据公式将数据代入： 4×200（1.40-1.25）/4.0-1.40=46吨 5.降低泥浆比重时加水量的计算 q=V原(r原-r稀)/r稀-r水 式中：q----所需水量米3 V原---原泥浆体积米3 r稀---稀释后泥浆比重 r水----水的比重（淡水为1）
钻井液常用计算公式
计算公式 1、钻井液配制与加重的计算 （1）配制低密度钻井液所需粘土量 水 土水 泥土泥土 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W 式中： 土W ---所需粘土重量，吨（t ）； 土ρ -- 粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 水ρ -- 水的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥ρ -- 欲配制的钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥 V 欲配制的钻井液的体积，米3（m3） (2)配制低密度钻井液所需水量 土 土泥水ρ-=W V V 式中： 水V ---所需水量，米3（m3）； 土ρ -- 所用粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 土 W -- 所用粘土的重量，吨（t ） 泥V -- 欲配制的钻井液的体积，米3（m3） （3）配制加重钻井液的计算 ①对现有体积的钻井液加重所需加重剂的重量 重 加原 重加原加 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W
式中： 加W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 原 V -- 原有钻井液的体积，米3（m3） ②配制预定体积的加重钻井液所需加重剂的重量 原 加原 重加重加 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W 式中： 加W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 重 V -- 加重后钻井液的体积，米3（m3） ③用重晶石加重钻井液时体积增加 2 1 224100(v ρ-ρ-ρ=.） 式中： v ---每100m3原有钻井液加重后体积增加量，米3（m3）； 1ρ -- 加重前钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 2 ρ -- 加重后钻井液达到的密度，克/厘米3（g/cm3）
钻井计算公式精典
钻井计算公式(精典) 1、卡点深度: L=eEF/105P=K×e/P 式中:L-----卡点深度米 e------钻杆连续提升时平均伸长厘米 E------钢材弹性系数=2、1×106公斤/厘米2 F------管体截面积。厘米2 P------钻杆连续提升时平均拉力吨 K------计算系数 K=EF/105=21F 钻具被卡长度l: l=H-L 式中H-----转盘面以下的钻具总长米 注:K值系数5＂=715(9、19) 例:某井在井深2000米时发生卡钻,井内使用钻具为壁厚11毫米的59/16＂钻杆,上提平均拉力16吨,钻柱平均伸长32厘米,求卡点深度与被卡钻具长度。 解:L=Ke/P 由表查出壁厚11毫米的59/16＂钻杆的K=957 则:L=957×32/16=1914米 钻具被卡长度: L=H-L=2000-1914=86米 2、井内泥浆量的计算 V=D2H/2或V=0、785D2H 3、总泥浆量计算 Q=q井+q管+q池+q备 4、加重剂用量计算: W加=r加V原(r重-r原)/r加-r重 式中:W加----所需加重剂的重量, 吨 r原----加重前的泥浆比重, r重----加重后的泥浆比重 r加---加重料的比重 V原---加重前的泥浆体积米3 例:欲将比重为1、25的泥浆200米3,用比重为4、0的重晶石粉加重至1、40,需重晶石若干？解:根据公式将数据代入: 4×200(1、40-1、25)/4、0-1、40=46吨 5、降低泥浆比重时加水量的计算 q=V原(r原-r稀)/r稀-r水 式中:q----所需水量米3 V原---原泥浆体积米3 r稀---稀释后泥浆比重 r水----水的比重(淡水为1) r原---原泥浆比重
(完整word版)钻井常用计算公式
第四节钻井常用计算公式、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 nQ O+Q P基= 4 式中：P基——基础面上的压力，MPa ； n ----- 动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ； Q B――井架重量，t ； （二）土地面上的压力 P地=卩基+W 式中：P地——土地面上的压力，MPa; P基-—基础面上的压力，MPa; W — -一基础重量，t （常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积 P基F1= B1 式中：F1 -基础顶面积，cm2 ； B1 — —混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa） 2、底面积 P地2B2 式中：F2 -基础底面积，cm2； B2 — -一土地抗压强度，MPa ； P 地,――土地面上的压 力， MPa。 3、基础高度 匹—FJXP城 I 1 ■—III x/l; s x 式中：H ——基础高度，m; F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm2； P基——基础面上的压力，MPa ； B3——混凝土抗剪切强度（通常为 3.51kg/cm 2=0.351MPa）。 （二）混凝土体积配合比用料计算
1、计算公式
配合比为1 : m : n=水泥：砂子：卵石。根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下: ].55门录 m + n m u 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 混凝土用途 体积配 合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 3 m 石子 3 m 水泥 kg 石子 3 m 混凝 土 m3 水泥 kg 砂子 3 m 混凝 土 m3 砂子 3 m 石子 3 m 混凝 土 m3 1?坚硬土壤上的井架 脚，小基墩井架脚， 基墩的上部分。 1 : 2 : 4 335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2?厚而大的突出基 墩。 1 : 2.5 : 5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3?支承台、浇灌坑穴 及其他。 1 : 3 : 6 234 0.46 0.93 504 2 2.15 25 3 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4?承受很大负荷和冲 击力的小基墩。 1 : 1 : 2 585 0.39 0.78 1500 2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 5?承受负荷不大的基 墩。 1 : 4 : 8 180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率 式中：G ab――测量点a和b间井段的井斜全角变化率，（° /30m； 2340 1 + m +11 kg*
泥浆各类计算公式
※各重压力的计算 注:1MPa(兆帕)=（千克力）/厘米2 =1000Kpa(千帕) 粗略计算时可认为 Map = 1Kgf/厘米 2 = 100 Kpa 一.地层·井筒内·地层孔隙, （千克力）Kgf/厘米2 =重力加速度,×地层(井筒内) 液体密度, g/cm3×井深/m (1～2)举例:某井深2000米, 所用泥浆密度为1．20；求井底的静液 柱压力·地层 静液柱压力·井筒内静液柱压力·地层孔隙压力 解:1. 井底静液柱压力,MPa =××2000= MPa 2．地层·井筒内静液柱压力·地层孔隙压力, 千克力Kgf /厘米2 =××2000=235千克力/厘米2 二.压力梯度－地层的各种随压力地层所处的垂直深度的增加而升高，垂 直深度每增加1米（或其他长度单位）压力增加的数值称为压 力梯度;通常以千克力/厘米2·米（Kg/cm2·m）作单位; 计算： a．压力梯度, 千克力(Kgf) /厘米2·米=压力, 千克/厘米2÷深(高)度/米; b1．压力梯度, KPa/米=静液压力KPa÷液柱高度/m b2．压力梯度, KPa/米=液体密度× ※泥浆加重剂用量的计算 泥浆加重剂用量/吨={原浆体积/m3×重晶石密度× (欲加重泥浆密度-原浆密度)} ÷(加重剂密度-欲加重泥浆密度)
※混浆密度计算 混浆密度g/cm3 =(原浆密度×原浆体积m3 +混浆密度×混浆体积m3)÷（原浆体积m3+混浆体积m3） ※聚合物胶液的配制 列：欲配制水：大分子：中（小）分子：=100 m3：：的聚合物胶液40m3, 大.小分子各需多少 计算： 一．大分子量=40m3×％(吨)﹦(吨) 二．小分子量﹦40 m3×％=(吨) ※压井时泥浆密度的计算： 1.地层压力，MPa=关井立管压力,MPa+(重力加速度,×泥浆密度,g/cm3×井 深,m) 2. 压井时的泥浆密度,g/cm3=(原泥浆密度+ 安全附加泥浆密 度,g/cm3 )+( 100×关井立管压力/MPa÷井深/m) 例:某井用密度的泥浆钻至1000米时发生井喷, 关井后观察, 立管压力=,Ｐ套=,若取安全附加泥浆密度=1.67 g/cm3 问:关井时应采用泥浆密度为多大合适 解：+{100×（+）}÷1000=1.56 g/cm3的泥浆密度合适
钻井常用计算公式
第四节 钻井常用计算公式 一、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 P 基= 式中：P 基——基础面上的压力，MPa ； n ——动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O ——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ； Q B ——井架重量，t ； （二）土地面上的压力 P 地=P 基+W 式中：P 地——土地面上的压力，MPa; P 基——基础面上的压力，MPa; W ——基础重量，t （常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积F 1= 式中：F 1——基础顶面积，cm2； B 1——混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F 2= 式中：F 2——基础底面积，cm 2 ； B 2——土地抗压强度，MPa ； P 地——土地面上的压力，MPa 。 3、基础高度 式中：H ——基础高度，m ； F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm 2 ； P 基——基础面上的压力，MPa ； B 3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm 2=0.351MPa ）。 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式 nQ O +Q B 4 P B P B
配合比为1∶m ∶n=水泥∶砂子∶卵石。根据经验公式求每1m 3 混凝土所需的各种材料如下： 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 表1-69 混凝土常用体积配合比及用料量 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率
式中：G ab——测量点a和b间井段的井斜全角变化率，（°）/30m； △L ab——测量点a和b间的井段长度，m； αa——测量点a点处的井斜角，°； αb——测量点b点处的井斜角，°； △Φab——测量点a和b之间的方位差，△Φab=Φb-Φa，°。 2、井底水平位移 式中：S Z——井底水平位移，m； N O——井口N座标值，m； N n——实际井底N座标值，m； E O——井口E座标值，m； E n——实际井底E座标值，m。 3、最大井斜角 根据井深井斜测量数据获取或井斜测井资料获得。 4、平均井径扩大系数 式中：C p——平均井径扩大系数，无因次量 D实——实际平均井径，mm； D b——钻头名义直径，mm。 5、最大井径扩大系数 式中：C max——最大井径扩大系数，无因次量； D max——实际最大井径，mm； D b——钻头名义直径，mm。 （二）定向井井身质量计算 1、井斜全角变化率计算公式同（一） 2、定向井井底水平偏差距 式中：S s——定向井井底水平偏差距，m； N d——设计井底座标，m；
最常用钻井液计算公式
钻井液有关计算公式 一、加重：W=γ0（γ2-γ1）/γ0-γ2 W：需要加重1方泥浆的数量（吨） γ0：加重料密度 γ1：泥浆加重前密度 γ2：泥浆加重后密度 二、降比重：V=（γ原-γ稀）γ水/γ稀-γ水 V：水量（方） γ原：泥浆原比重 γ稀：稀释后比重 γ水：水的比重 三、配1方泥浆所需土量：W=γ土（γ泥-γ水）/γ土-γ水 γ水：水的比重 γ泥：泥浆的比重 γ土：土的比重 四、配1方泥浆所需水量：V=1-W土/γ土 γ土：土的比重 W土：土的用量 五、井眼容积：V=1/4πD2H D：井眼直径（m） H：井深（m） 六、环空上返速度：V返=12.7Q/D2-d2 Q: 排量（l/S） D: 井眼直径（cm） d: 钻具直径（cm） 七、循环周时间：T=V/60Q=T井内+T地面 T: 循环一周时间（分钟） V: 泥浆循环体积（升） Q: 排量（升/秒） 八、岩屑产出量：W=πD2*Z/4
W: 产出量（立方米/小时） Z: 钻时（机械钻速）（米/小时） D: 井眼直径（米） 九、粒度范围 粗 粒度≥2000μ 中粗 粒度2000-250μ 中细 粒度250-74μ 细 粒度74-44μ 超细 粒度44-2μ 胶体 粒度≤2μ 粘土级颗粒 粒度≤2μ 砂粒级颗粒 粒度≥74μ 十、API 筛网规格： 目数 孔径（μ） 20 838 30 541 40 381 50 279 60 234 80 178 100 140 120 117 十一、除砂器有关数据 除砂器：尺寸（6-12″） 处理量（28-115立方米/小时） 范围（除74μ以上） 除砂器：尺寸（2-5″） 处理量（6-17立方米/小时） 范围（除44μ以上） 十二、极限剪切粘度：η∞=1.1952*(600θ-100θ)2 十三、卡森动切力： τc =1.512*(1006θ-600θ)2 十四、流变参数
钻井常用计算公式
第四节 钻井常用计算公式 一、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 P 基= 式中： P 基——基础面上的压力，MPa ； n ——动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O ——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重 量，t ； Q B ——井架重量，t ； （二）土地面上的压力 P 地=P 基+W 式中：P 地——土地面上的压力，MPa; P 基——基础面上的压力，MPa; W ——基础重量，t （常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积F 1= 式中：F 1——基础顶面积，cm2； B 1——混凝土抗压强度（通常为 28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F 2= 式中：F 2——基础底面积，cm 2； B 2——土地抗压强度，MPa ； P 地——土地面上的压力，MPa 。 3、基础高度 式中：H ——基础高度，m ； F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm 2； P 基——基础面上的压力，MPa ； nQ O +Q B 4 P B P B
B3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm2=0.351MPa）。 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式 配合比为1∶m∶n=水泥∶砂子∶卵石。根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下： 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 混凝土 用途 体积 配合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 m3 石子 m3 水泥 kg 石子 m3 混凝 土 m3 水泥 kg 砂子 m3 混凝 土 m3 砂子 m3 石子 m3 混凝 土 m3 1.坚硬土壤上的井 架脚，小基墩井架 脚，基墩的上部 分。 1∶2∶4 335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2.厚而大的突出基 墩。 1∶2.5∶5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3.支承台、浇灌坑 穴及其他。 1∶3∶6 234 0.46 0.93 504 2 2.15 253 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4.承受很大负荷和 冲击力的小基墩。 1∶1∶2 585 0.39 0.78 1500 2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 5.承受负荷不大的 基墩。 1∶4∶8 180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率
钻井液现场有关计算
钻井液现场有关计算 1、表观粘度 公式：A V=1/2×∮600 式中： A V——表观粘度，单位(mPa.s)。 ∮600 —— 600转读数。 2、塑性粘度 公式：PV= ∮600 －∮300 式中： PV——塑性粘度，单位(mPa.s)。 ∮600 —— 600转读数。 ∮300 —— 300转读数。 3、动切力（屈服值） 公式：YP= 0.4788×(∮300－PV) 式中： YP——动切力，单位(Pa)。 PV——塑性粘度，单位(mPa.s)。 ∮300 —— 300转读数。 例题1：某钻井液测得∮600=35，∮300=20，计算其表观粘度、塑性粘度和屈服值。 解：表观粘度： A V=1/2 ×∮600=1/2×35=17.5（mPa.s）
塑性粘度： PV= ∮600－∮300=35－20=15（mPa.s）屈服值： YP=0.4788×（∮300－PV） =0.4788×（20－15）=2.39（Pa） 答：表观粘度为17.5mPa.s，塑性粘度15mPa.s，屈服值为2.39Pa。 4、流性指数（n值） 公式：n= 3.322×lg(∮600÷∮300) 式中： n ——流性指数，无因次。 ∮600 —— 600转读数。 ∮300 —— 300转读数。 5、稠度系数（k值） 公式：k= 0.4788×∮300/511n 式中： k ——稠度系数，单位（Pa.S n)。 n ——流性指数。 ∮300 —— 300转读数。 例题2：某井钻井液测得∮600=30，∮300=18，计算流性指数，计算稠度系数。 解：n=3.32×lg（∮600/∮300）
钻井液常规性能测定及常用钻井液计算公式
钻井液常规性能测定 一.密度的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将钻井液加热到所需温度。 3、在密度计的杯中注满钻井液，盖上杯盖慢慢拧动压紧。 4、用手指压住杯盖小孔，用清水冲洗并擦干样品杯。 5、把密度计的刀口放在底座的刀垫上，移动游码直到平衡，记录读值。 6、将密度计冼净擦干备用。 二.测定马氏漏斗粘度 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将漏斗悬挂在墙上，且保证垂直；量杯置于漏斗流出管下面。 3、用手指堵住漏斗流出管下口，将搅拌均匀的泥浆倒入漏斗至筛网底；放开手指，同时启动秒表，待泥浆流满量杯达到它的边缘时，按停秒表。秒表所示时间即为泥浆粘度，单位为s。 4、使用完毕，将仪器洗净擦干。 三.流变的测定（ZNN-D6六速旋转粘度计） 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、使用前检查读数指针是否对准刻度盘“0”位，落下托盘，装配好内、外筒。 3、将搅拌均匀的泥浆倒入样品杯至刻度线、将样品杯置于托盘上，上升托盘使液面至外筒刻度线，拧紧托盘手轮。 4、调整变速手把和转速开关，迅速从高到低进行测量，待刻度盘稳定后，分别读取各转速下刻度盘的偏转格数。 5、测量完毕，落下托盘，卸下外筒，将内、外筒及样品杯洗净擦干。 四.钻井液失水的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、用手指堵住泥浆杯底部小孔，将搅拌均匀的泥浆倒入杯内至刻度线处，按顺序放入“O”型密封圈、滤纸、杯盖和杯盖卡，将杯盖卡旋转90°并拧紧旋转手柄。 3、将组装好的泥浆杯组件倒置嵌入气源接头并旋转90°；将量筒置于失水仪下方并对准滤液流出孔。 4、调节气源压力至0.7MPa，打开气源手柄并同时启动秒表，收集滤液于量筒之中。 5、当秒表指示为30min时，将悬于滤液流出孔的液滴收集于量筒之中并移开量筒，此量筒中液体体积即为滤失量。 6、关闭气源手柄，放出泥浆杯中余气；卸下泥浆杯组件，倒去泥浆并洗净擦干。 五.钻井液泥饼粘滞系数的测定（NZ-3A型泥饼粘滞系数测定仪） 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、打开机盖，调节滑板及平衡脚，使水平泡居中；接通电源，按下“清零”键。 3、将泥饼平放在滑板上，滑块纵向轻轻地放在泥饼上，静置1min。 4、按一下“电机”键，使滑板转动，当滑块开始滑动时，再按一下“电机”键，滑板停止转动，此时，显示窗中的数值即为泥饼摩擦角，单位为o，查其显示角度值的正切值,正切值为泥饼的摩擦系数。 5、使用完毕，切断电源，取下滑块和泥饼，擦净仪器，盖上机盖。 六.含砂量的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将待测钻井液注入含水量砂量管中至“钻井液”刻度线处，再注入水至“水”刻度线处，用手指堵住含砂量管口，剧烈摇动。
钻井井控计算题
计算题类型 1、某井已知垂直井深为2000m ，钻井液密度为1.30g/cm 3 ,求钻井液的静液压力？ MPa ：MPa gh ：m 48.2548.25200000981.030.1钻井液的静液压力为答解=??==P ρ 2、某井已知垂直井深3000 m ，井内钻井液密度是1.2 g/cm3，求钻井液产生的静液压力是多少？ MPa 288.35:MPa 288.35300000981.02.1:是钻井液产生的静液压力答解=??==P gh m ρ 3、已知井内钻井液密度是1.24 g/cm3，求压力梯度是多少? KPa KPa g G m 164.12:164.1281.924.1:压力梯度是答解=?==ρ 4、某井已知垂直井深2000m ，该处的地层压力为，求平衡该地层所需的钻井液密度？ 3m cm /35g .12000/26460102.0102P/H .0=?==ρ解： 答：平衡该地层所需的钻井液密度为1.35g/cm 3 。 5、某井已知井深2760m ，井内充满钻井液密度为1.20g/cm3，关井立管压力是2400Kpa ，求井底的地层压力是多少？ 891Mpa .3434891Kpa 32941240027602.19.812400F F F F m d p b ==+=??+=+==）（解：答：井底的地层压力是。 6、已知钻井液密度1.44g/cm3,垂直井深为2438m ，环形空间压力损失为，求2438m 处的当量钻井液密度。 3 31.48g/cm 0.04321.44 cm /0432g .081.9/2438/034.1=+===当量钻井液密度解：钻井液密度增量 答：2438m 处的当量钻井液密度是1.48g/cm 3 。 7、某井在正常循环时，已知钻井液密度1.2g/cm3垂直井深3000m ，环形空间压力损失，求：正常循环时的井底压力？ 36.58 1.335.2828Mpa .353000 2.18.98.9=+=+==??=??=环空压力损失钻井液静液压力正常循环时的井底压力垂直井深钻井液密度解：钻井液压力 答：正常循环时的井底压力是。 8、某井已知垂直井深3200m ，气层压力为50MPa ，请确定钻开气层所需的钻井液密度？ ()3 e p p 3 p p cm /74g .1~66.115.0~07.059.159g/cm .13200/50000102.0H /102P .0=+=+==?==ρρρρ解： 答：钻开气层所需的钻井液密度为~1.74g/cm 3 。 9、某井技术套管下至井深2500m （垂深），套管鞋处地层的破裂压力梯度为18KPa/m ，井内钻井液密度为1.25g/cm3。试求为了不压漏地层所允许的最大关井套压为多少？
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 2221+?++= 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