石油钻井各种计算公式
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 +QP 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 ; 2F2、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 n2、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 m1•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 7442 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.992•厚而大的突出基墩。
1 ：2.5 ： 5 276 0.46 0.91 6082 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3•支承台、浇灌坑 穴及其他。
石油钻井管柱摩阻扭矩计算课件.ppt
o
T1
1RN
T2 FW
2
en eb
et
将重力向随动坐标系三个坐 标轴方向上分解，则有：
Wt
W
cos 2 cos1
2cos / 2
Wn
W
s in 1
sin 2 sin
sin
Wb
W
cos 2 cos1
2sin / 2
o
T1
1 R N
T2 FW
en eb
et
2
5.2.3 管柱微元受力分析
根据管柱微元的合力在三个坐标方 向上均为零列平衡方程，则有：
T1 cos / 2 T2 cos / 2 F Wt
N
n
Wn
N
b
T1
sin
/ 2 T2
sin
/ 2 Wb
o
T1
1RN
T2 FW
三个独立的未知数(T1，Nn, Nb，)，
三个方程，故可以求解。
2
en eb
et
5.2.4 管柱微元正压力计算
• 解上述方程组并化简，则有：
N Nn2 Nb2
5.1.1 摩阻扭矩的主要危害
钻柱起钻负荷很大，下钻阻力很大； 滑动钻进时加不上钻压，钻速很低； 旋转钻进时扭矩很大，导致钻柱强度破坏； 钻柱与套管摩擦，套管磨损严重，甚至被磨穿； 套管下入困难，甚至下不到底。
5.1.2 摩阻扭矩计算的主要模型
计算模型主要有三种：软模型、硬模型、有限元模型； 不管哪种计算模型其核心都是通过合理地假设以便求出管柱
井口大钩载荷，(kN)
100
200
300
400
500
600
700
17-1/2英寸井眼中 12-1/4英寸井眼中 8-1/2英寸井眼中 6英寸井眼中
卡点公式及计算优化
卡点经验计算公式：L=K×λ×103 / P其中L－－卡点深度，m；P－－多次上提平均拉力，kN；λ－－钻具多次上提拉力作用下的平均伸长量，m；K－－计算系数（不同的管柱采用不同的系数。
如：2-7/8＂油管K值取245,3-1/2＂油管K值取375）。
井下被卡管柱的卡点公式计算法优化探讨摘要油田在处理卡钻问题时，第一步要做的工作就是分析卡钻原因，确定卡点的位置，这是制定事故处理方案的前提条件和重要依据。
而运用目前常用的卡点计算公式单独计算得到的深度值往往与实际的卡点深度值相差很远，这无疑将影响到处理事故的进度和成功的几率。
为此，文章将对如何优化卡点计算方法的问题做一探讨，以期能得到更好的卡点计算方法，使计算出的卡点值更接近真实值。
关键词卡钻卡点公式方法探讨（一）前言在油田的钻、完井及修井作业中，经常会碰到井下管柱不能被提起来的现象，也就是人们常说的管柱遇卡。
但对于卡钻，严格地讲应该是用与井下钻具相同的力不能把钻具提起来的现象。
所以说管柱遇卡后，如果现场发现及时，处理得当，那么问题很快就会解决，从而也不会形成卡钻。
但如果现场没有及时发现，或者发现后没有采取果断的、合适的措施进行处理，甚至事发时现场人员就没有给予足够的重视，那么其结果势必将形成真正的卡钻。
卡钻的原因可以说是多方面的，作业时人为和井下原因是造成卡钻事故的常见原因。
但当前在油田上被应用的一些新技术的不成熟和不完善性也使得卡钻事故的发生几率大大提高，同时事故的复杂性和处理事故的风险性也随之大大增强。
就海洋油田渤海地区的自营油田来讲，经不完全统计，迄今为止，有30多口井存在卡钻问题和“准卡钻”问题。
表1所列为部分事故井。
从表中可以看出，在这些事故井中，SZ36-1油田就占了三分之二。
目前SZ36-1油田有250口左右的油气水生产井，也就是说在该地区，平均10口井就有1口井存在井下管柱提不动或“准”提不动的问题。
而根据当前油田的生产状况以及随着油田逐步进入中后期生产，这种事故井的数量还会不断增加。
套管容积算法计算公式
套管容积算法计算公式在石油钻井工程中，套管容积算法是一项重要的计算工作。
套管容积是指在进行钻井作业时，为了保证井筒的稳定和安全，需要在井筒中安装套管。
而套管容积算法就是用来计算套管在井筒中所占据的空间大小，以便在钻井过程中合理地安排套管的尺寸和数量。
套管容积算法的计算公式是一种基于几何原理的数学模型，通过对井筒和套管的几何形状进行分析，得出套管容积的精确数值。
在实际应用中，套管容积算法可以帮助钻井工程师合理地设计套管方案，确保井筒的稳定和安全。
套管容积算法的计算公式通常包括以下几个要素：1. 井筒的几何形状，井筒的形状通常是圆柱形或者略微变形的圆柱形，因此在计算套管容积时，需要确定井筒的直径和长度。
2. 套管的几何形状，套管的形状也是圆柱形，但是在实际应用中，套管的直径和长度可能会有所不同，因此需要确定套管的尺寸。
3. 套管的数量，在实际钻井作业中，可能需要安装多根套管，因此在计算套管容积时，需要考虑套管的数量。
基于以上要素，套管容积算法的计算公式可以表示为：V = π ((D1^2 D2^2) / 4) L n。
其中，V表示套管的容积，π表示圆周率，D1表示井筒的外径，D2表示套管的外径，L表示井筒的长度，n表示套管的数量。
通过这个计算公式，可以精确地计算出套管在井筒中所占据的空间大小，从而为钻井工程师提供合理的套管设计方案。
在实际应用中，套管容积算法的计算公式可以通过计算机软件来实现，这样可以大大提高计算的精确度和效率。
钻井工程师只需要输入井筒和套管的尺寸信息，计算机软件就可以自动进行计算，得出套管容积的精确数值。
除了套管容积算法的计算公式外，还有一些相关的计算方法和技术，可以帮助钻井工程师更好地进行套管设计和安排。
例如，可以通过三维建模技术对井筒和套管进行精确的几何建模，从而更加准确地计算套管容积。
此外，还可以通过流体力学模拟技术对井筒和套管的流体动力学特性进行分析，从而更好地评估套管的稳定性和安全性。
石油钻井泥浆泵排量计算
石油钻井泥浆泵排量计算
泥浆泵的排量计算取决于以下几个因素：
1.钻杆尺寸和数目：钻杆的尺寸和数目决定了钻井液体的通过管道的
能力。
较大的钻杆尺寸和数目可以提供更大的排量。
2.柱塞或螺杆泵设计：泥浆泵通常使用柱塞泵或螺杆泵。
不同的泵设
计会影响排量计算。
柱塞泵的排量计算可以使用以下公式：
排量=每冲程体积×冲程频率×柱塞数目
螺杆泵的排量计算可以使用以下公式：
排量=每转移体积×转速
3.泵的效率：泵的效率表示泵所输送的钻井液体与其输入能量之间的
比例。
效率越高，泵的排量越大。
4.泥浆密度：泥浆泵的排量还受泥浆的密度影响。
密度越高，泵的排
量越小。
排量计算还需要考虑泥浆泵的压力和功率。
压力表示泵所施加的力量，功率表示泵所消耗的能量。
泥浆泵的压力计算可以使用以下公式：
压力=功率/排量
泥浆泵的功率计算可以使用以下公式：
功率=流量×所需扬程/(效率×102)
其中，流量是泥浆泵的排量，所需扬程是泥浆泵所需的工作高度或压力。
总结起来，石油钻井泥浆泵排量的计算需要考虑钻杆尺寸和数目、柱塞或螺杆泵设计、泵的效率、泥浆密度、泵的压力和功率等因素。
通过正确计算和调整这些参数，可以提高钻井作业的效率和安全性。
钻井用钻计算公式
钻井用钻计算公式钻井是石油勘探和开发中的重要环节，而钻头是钻井中最关键的工具之一。
在钻井中，钻头的选择和设计是至关重要的，而钻头的性能和使用寿命则需要通过一些计算公式来进行评估和预测。
钻井用钻头的性能评价主要包括钻进速度、钻头的磨损和钻头的寿命等。
而这些性能参数的计算和预测需要通过一些公式来进行。
首先，钻进速度是评价钻头性能的重要指标之一。
钻进速度受到许多因素的影响，比如钻头的类型、地层的性质、钻井液的性能等。
一般来说，钻进速度可以通过以下公式进行计算：V = (RPM × D) / (1056 × N)。
其中，V为钻进速度（ft/min），RPM为转速（转/分钟），D为钻头直径（英寸），N为钻头的刃数。
通过这个公式，可以初步评估钻头的性能，选择合适的转速和钻头直径，以提高钻进效率。
其次，钻头的磨损是钻井中需要重点关注的问题。
钻头的磨损会影响钻进速度和钻头的寿命，因此需要通过一些公式来进行评估和预测。
钻头的磨损主要受到地层的硬度、钻头的材料和设计等因素的影响。
一般来说，钻头的磨损可以通过以下公式进行计算：WOB = (f × D × L × ROP) / (CS × 100)。
其中，WOB为钻压（lbs），f为地层硬度系数，D为钻头直径（英寸），L为钻进长度（英尺），ROP为钻进速度（ft/min），CS为钻头的抗磨损系数。
通过这个公式，可以初步评估钻头的磨损情况，选择合适的钻压和钻进速度，以延长钻头的使用寿命。
最后，钻头的寿命是评价钻头性能的关键指标之一。
钻头的寿命受到许多因素的影响，比如钻头的设计、材料、使用条件等。
一般来说，钻头的寿命可以通过以下公式进行计算：T = (A × L) / (ROP × N)。
其中，T为钻头的寿命（小时），A为钻头的磨损系数，L为钻进长度（英尺），ROP为钻进速度（ft/min），N为钻头的刃数。
钻井中固井计算公式
钻井中固井计算公式在石油天然气勘探开发中，钻井是一个非常重要的环节。
而在钻井过程中，固井更是至关重要的一环。
固井是指在钻井完毕后，将水泥浆注入井孔中，形成一层坚固的水泥环，以保证井筒的稳定和安全。
而在进行固井作业时，需要进行一系列的计算，以确保固井的质量和效果。
本文将介绍钻井中固井计算公式的相关知识。
1. 固井设计的基本原则。
在进行固井设计时，需要考虑以下几个基本原则：（1）保证井壁的完整性，防止井壁的坍塌和漏失；（2）保证井筒的稳定性，防止井筒的侧向位移和扭曲；（3）保证井筒的密封性，防止地层水和油气的相互干扰；（4）保证井筒的耐高压和耐腐蚀性能，以应对井下高压和腐蚀环境。
在考虑以上原则的基础上，需要进行一系列的计算，以确定固井设计的参数和方案。
2. 固井设计参数的计算。
（1）水泥量的计算。
水泥量的计算是固井设计中最基本的计算之一。
水泥量的多少直接影响到固井的质量和效果。
水泥量的计算公式如下：\[V_c = \frac{24.51 Q_p}{(W_c-S_c)}\]其中，\(V_c\)为水泥量，单位为桶；\(Q_p\)为井眼容积，单位为立方英尺；\(W_c\)为水泥浆的密度，单位为磅/加仑；\(S_c\)为水泥的比表面积，单位为平方英尺/磅。
（2）水泥浆密度的计算。
水泥浆密度的计算是为了保证固井过程中水泥浆的流动性和填充性。
水泥浆密度的计算公式如下：\[W_c = W_w + W_cem + W_s\]其中，\(W_w\)为水的重量，单位为磅；\(W_cem\)为水泥的重量，单位为磅；\(W_s\)为加入剂的重量，单位为磅。
（3）水泥浆的比表面积的计算。
水泥浆的比表面积是水泥颗粒的表面积与质量的比值，是衡量水泥颗粒大小的一个重要参数。
水泥浆的比表面积的计算公式如下：\[S_c = \frac{6.24 10^5}{\sqrt{F_c}}\]其中，\(S_c\)为水泥浆的比表面积，单位为平方英尺/磅；\(F_c\)为水泥的细度，单位为平方厘米/克。
石油钻井管柱摩阻扭矩计算
n Do arctan 60Va cos、 c sin a
5.3 摩阻扭矩计算的一般步骤
• 收集数据，包括：井眼轨迹测斜数据（设计轨道为分点计算数 据）、管柱组合数据（各段长度、外径、内径、接头外径、扶正 器外径、每米重量等）、泥浆密度、钻压、转速、套管下深、摩 阻系数、井眼直径等； • 将管柱组合划分为若干个微元或单元。对于软模型（或硬模型）， 可以将一个测段划成一个微元；若一个测段内管柱参数不一样， 则需要将不同的管柱分成不同的微元；对于有限元模型，需要划 分成若干个单元，单元长度不能相差太大。 • 采用摩阻扭矩递推计算公式求解，或采用有限元法求解。
T2 F W
2
5.2.4 管柱微元正压力计算
• 解上述方程组并化简，则有：
1 o R
en T1 N eb et
T2
N
Nn Nb
2
2
F
W
2 W n 2T2 W t sin W b 2
2
2
5.2.5 摩阻扭矩计算递推公式
• 按下式递推算出各段摩阻扭矩： F ：微元摩阻力，N ；
不同工况下 摩阻扭矩计算递推公式
（3）滑动钻进工况
• 管柱在井眼中仅有轴向运动，可以按下钻工况处理。
F N 最下面的单元管柱下端的轴向力T2=－WOB T1 T2 Wt F
（4）旋转钻进工况
• 管柱在井眼中有轴向运动和转动，可以按正划眼工况处理。
F a N T1 T2 Wt F M N D 2 c o
石油钻井管柱的摩阻扭矩计算
5.1 摩阻扭矩计算概述
随着水平井、大位移井等大斜度定向井的出现，摩阻扭 矩问题逐渐被人们认识和重视。 大斜度井的突出特点是水平位移较大，且大部分井段井 斜超过60°，这使得在钻进、起下钻和下套管等作业过 程中摩阻扭矩问题非常突出。
第六篇 卡点计算公式及实例
卡点计算实例一.卡点理论计算公式及优化1、理论计算法：L=EFλ/PL—卡点深度E—刚才的弹性系数2.06*105F—被卡管柱截面积P—上体载荷KNλ —管柱在上提拉力作用下的伸长量2、现场经验法：连续三次不同上体载荷，下放平均伸长量除以三次不同上提载荷的平均值再乘以常数K值即为卡点深度。
L=Kλ/PL—卡点深度K—常数值λ—平均伸长量P—平均上提载荷常数值K：73mm油管2450 73mm外加厚钻杆380089mm油管3750 89mm钻杆47502.井下被卡管柱的卡点公式计算法优化探讨摘要油田在处理卡钻问题时，第一步要做的工作就是分析卡钻原因，确定卡点的位置，这是制定事故处理方案的前提条件和重要依据。
而运用目前常用的卡点计算公式单独计算得到的深度值往往与实际的卡点深度值相差很远，这无疑将影响到处理事故的进度和成功的几率。
为此，文章将对如何优化卡点计算方法的问题做一探讨，以期能得到更好的卡点计算方法，使计算出的卡点值更接近真实值。
关键词卡钻卡点公式方法探讨（一）前言在油田的钻、完井及修井作业中，经常会碰到井下管柱不能被提起来的现象，也就是人们常说的管柱遇卡。
但对于卡钻，严格地讲应该是用与井下钻具相同的力不能把钻具提起来的现象。
所以说管柱遇卡后，如果现场发现及时，处理得当，那么问题很快就会解决，从而也不会形成卡钻。
但如果现场没有及时发现，或者发现后没有采取果断的、合适的措施进行处理，甚至事发时现场人员就没有给予足够的重视，那么其结果势必将形成真正的卡钻。
卡钻的原因可以说是多方面的，作业时人为和井下原因是造成卡钻事故的常见原因。
但当前在油田上被应用的一些新技术的不成熟和不完善性也使得卡钻事故的发生几率大大提高，同时事故的复杂性和处理事故的风险性也随之大大增强。
就海洋油田渤海地区的自营油田来讲，经不完全统计，迄今为止，有30多口井存在卡钻问题和“准卡钻”问题。
表1所列为部分事故井。
从表中可以看出，在这些事故井中，SZ36-1油田就占了三分之二。
泥水平衡顶管压力计算公式
泥水平衡顶管压力计算公式引言。
在石油钻井工程中，泥水平衡顶管压力是一个非常重要的参数，它在钻井过程中起着至关重要的作用。
泥水平衡顶管压力是指在钻井过程中，通过钻井液对井口进行控制，以防止地层流体突然进入井筒，造成井喷事故。
因此，正确地计算泥水平衡顶管压力是非常重要的。
泥水平衡顶管压力计算公式。
泥水平衡顶管压力可以通过以下公式进行计算：P = 0.052 h ρ。
其中，P为泥水平衡顶管压力（psi），h为井深（ft），ρ为地层压力梯度（psi/ft）。
解析。
在这个公式中，地层压力梯度ρ是一个非常重要的参数。
地层压力梯度是指地层岩石的密度和孔隙度等因素所决定的地层对应单位深度的压力变化。
地层压力梯度的大小直接影响到泥水平衡顶管压力的计算结果。
一般来说，地层压力梯度可以通过地层岩石的密度和孔隙度等参数进行测算得出。
另外，井深h也是一个非常重要的参数。
井深的大小直接影响到泥水平衡顶管压力的计算结果。
在实际的钻井过程中，井深可以通过测深仪等设备来进行测量得出。
通过这个公式，我们可以得出泥水平衡顶管压力的数值。
在实际的钻井工程中，我们可以根据这个数值来调整钻井液的密度，以保持泥水平衡，防止地层流体突然进入井筒，从而保证钻井过程的安全进行。
实例分析。
为了更好地理解泥水平衡顶管压力的计算公式，我们可以通过一个实例来进行分析。
假设井深h为10000ft，地层压力梯度ρ为0.45psi/ft，那么根据上面的公式，我们可以计算得出泥水平衡顶管压力P为：P = 0.052 10000 0.45 = 234psi。
通过这个实例，我们可以看到，泥水平衡顶管压力的大小与井深和地层压力梯度有直接的关系。
在实际的钻井工程中，我们可以根据这个公式来计算泥水平衡顶管压力的大小，并根据计算结果来调整钻井液的密度，以保持泥水平衡，确保钻井过程的安全进行。
结论。
泥水平衡顶管压力是钻井工程中一个非常重要的参数，它在钻井过程中起着至关重要的作用。
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钻头水利参数计算公式：1、钻头压降：
（MPa）
2、冲击力：
(N)
3、喷射速度：
(m/s)
4、钻头水功率：
（KW）
5、比水功率：
(W/mm2)
6、上返速度：
（m/s）
式中：ρ－钻井液密度 g/cm3
Q －排量 l/s
c －流量系数，无因次，取0.95～0.98
de －喷嘴当量直径 mm
dn：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：
式中：
－A、B两点井斜角；
－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
查套管抗挤强度
/
≥1.125
按双轴应力校核：
式中：
－拉力为
时的抗拉强度（kg/cm2）
－钻井液密度（g/cm3）
H －计算点深度（m）
其中：
Tb：套管轴向拉力（即悬挂套管重量） kg
Pc：无轴向拉力时套管抗挤强度 kg/cm2
K：计算系数 kg
A：套管截面积 mm2
：套管平均屈服极限 kg/mm2
不同套管
如下：
J55：45.7 N80:63.5 P110:87.9
地层压力监测：
(
指数)
（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
Rn －地层水密度 g/cm3 Rm －泥浆密度 g/cm3
压漏实验：
1、地层破裂压力梯度：
KPa
2、最大允许泥浆密度：
g/cm3
为安全，表层以下
g/cm3
技套以下
g/cm3
3、最大允许关井套压：
式中：
－漏失压力（MPa）
－破裂压力（MPa）
－原泥浆密度（g/cm3） H －实验井深（m）－设计最大泥浆密度（g/cm3）
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：
KPa/m
最大允许关井套压：
Mpa
最大允许钻井液密度：
－0.06 (表层)
－0.12 （技套）
套管在垂直作用下的伸长量：
式中：
－钻井液密度 g/cm3
－自重下的伸长 m
L －套管原有长度 m
套管压缩距：
式中：
－下缩距 m
－自由段套管长度 m
－水泥封固段套管长度 m
－套管总长 m
－钢的密度 7.85g/cm3
－钻井液密度 g/cm3
E －钢的弹性系数（2.1×106kg/cm3）
泥浆有关计算公式：
1、加重剂用量计算公式：
式中：
－所需加重剂重量吨
－加重前的泥浆体积米3
、
、
－加重前、加重后、加重材料比重 g/cm3
2、泥浆循环一周时间：
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：
式中：T、T0 －井底、井口循环温度 oC
H －井深米
4、配制泥浆所需粘土和水量计算：
粘土量
水量
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/cm3
Q水－所需水量米3
5、降低比重所需加水量：
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。