钻井常用计算公式

钻井常用计算公式(总30页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-- --内页可以根据需求调整合适字体及大小-- 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~）； QO——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t； QB——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F1= 式中：F1——基础顶面积，cm2； B1——混凝土抗压强度（通常为cm2= 2、底面积F2= 式中：F2——基础底面积，cm2； B2——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，cm2； P基——基础面上的压力，MPa； B3——混凝土抗剪切强度（通常为cm2=）。 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式

nQO+QB 4

P基 B1

P地 B2 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。 表1-69 混凝土常用体积配合比及用料量

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∶4 335 744 2 372

2.厚而大的突出基墩。 1∶∶5 276 608 2 304

3.支承台、浇灌坑穴及其他。 1∶3∶6 234 504 2 253

4.承受很大负荷和冲击力的小基墩。 1∶1∶2 585 1500 2 750

5.承受负荷不大的基墩。 1∶4∶8 180 375 2 188

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 4

式中：Gab——测量点a和b间井段的井斜全角变化率，（°）/30m； △Lab——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：SZ——井底水平位移，m； NO——井口N座标值，m； Nn——实际井底N座标值，m； EO——井口E座标值，m； En——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：Cp——平均井径扩大系数，无因次量 D实——实际平均井径，mm； Db——钻头名义直径，mm。 5、最大井径扩大系数

式中：Cmax——最大井径扩大系数，无因次量； Dmax——实际最大井径，mm； Db——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：Ss——定向井井底水平偏差距，m； Nd——设计井底座标，m； 5

Nn——实际井底的N座标，m； Ed——设计井底座标，m； En——实际井底的E座标，m。 3、定向井井底垂直偏差距 △H=H-Hn

式中：△H——定向井井底垂直偏差距，m；

H——设计垂直井深，m； Hn——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； Ss——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 Ppr=pr×Qr 式中：Ppr——钻井泵额定水功率，kw； pr——钻井泵额定泵压，MPa; Qr——钻井泵额定流量，L/s。 （二）钻井泵实发水功率 Pp=ps×Q 式中：Pp——钻井泵实发水功率，kw； ps——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 Pp=Pb+△Pcr 式中：Pp——钻井泵实发水功率，kw; Pb——钻头（喷咀）水功率，kw； 6

△Pcr——循环系统损耗水功率，kw。

（四）钻井泵压力分配关系 ps=△pb+△pg+△pcs 式中：ps——钻井泵实发泵压，MPa； △pb——钻头喷咀压降，MPa；

△pg——地面管汇压力损耗，MPa；

△pcs——循环系统压力损耗，MPa。

△pcs=△ppi+△pci+△ppa+△pca+△pg

△ppi、△ppa分别为钻杆内外循环压力损耗，MPa；

△pci、△pca分别为钻铤内外循环压力损耗，MPa。

（五）钻头（喷咀）压力降 △pb=kb×Q2

式中:△pb——钻头（喷咀）压力降，MPa； Q——钻井液流量，L/s； kb——钻头（喷咀）压降系数，无因次量。

式中：ρd——钻井液密度，g/cm3; AJ——喷咀截面积，mm2。

式中：ρd——钻井液密度，g/cm3; Q——钻井液流量，L/s； Ps——钻井泵实发泵压，MPa； △pcs——循环系统压力损耗，MPa。

（六）地面管汇压力损耗 △pg=kg×

式中：△pg——地面管汇压力损耗，MPa； Q——流量，L/s； kg——地面管汇压力损耗系数; 7

kg=×10-4×ρ×μ; 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：△ppi——钻杆内循环压力损耗，MPa; kpi——钻杆内循环压力损耗系数，无因次量； LP——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； dpi——钻杆内径，mm。 2、钻铤内

式中：△pci——钻铤内循环压力损耗，MPa; kci——钻铤内循环压力损耗系数，无因次量； LC——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 dci——钻铤内径，mm。 （八）管外循环压力损耗 1、钻杆外 8

式中：△ppa——钻杆外循环压力损耗，MPa; kpa——钻杆外循环压力损耗系数，无因次量； LP——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； dh——井眼直径，mm； dp——钻杆外径，mm。 2、钻铤外

式中：△pca——钻铤外循环压力损耗，MPa; kca——钻铤外循环压力损耗系数，无因次量； LC——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； dh——井眼直径，mm； dc——钻铤外径，mm。 （九）钻头（喷咀）水功率 pb=△pb×Q 式中：pb——钻头（喷咀）水功率，kw； △pb——钻头（喷咀）压力降，MPa;

Q——流量，L/s。 （十）射流喷射速度

式中：VJ——射流喷射速度，m/s； 9

Q——流量，L/s； AJ——喷咀截面积，mm2。 （十一）射流冲击力 FJ=ρd×υJ×Q 式中：FJ——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：Pbs——钻头单位面积水功率（比水功率），W/mm2; pb——钻头水功率，kw； Ab——井底面积（即钻头面积），mm2；

db——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； Pp——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； dh——井眼直径，mm; dp——钻杆外径，mm。