第四章 钻进参数优选2.ppt

七、最大射流冲击力 最大射流冲击力标准认为射流冲击力是井底清洗的主要因素，射流冲击力越大，井底清洗的效果越好。 1.获得最大射流冲击力的条件 （1）在额定功率工作状态下，式（4-90）可变为： (4-103) 在式(4-103)中，Fj达到最大值时，必然有条件 ，则可得 最优排量 （2）在额定泵压工作状态下，式（4-91）可变为： (4-104) 第四章 钻进参数优选第三节 水力参数优化设计 由 ， 变换得 可求得获取最大射流冲击力的条件为： (4-105) (4-106) 2.最大射流冲击力随排量和井深的变化规律 将代入式(4-103)和式(4-104)可得： 当Q＞Qr时 (4-107) 当Q＜Qr时 (4-108) 不同井深和排量下射流冲击力的变化规律图象如图4-22所示。 理论上推出的获得最大射流冲击力的工作路线为1＇→ 2→3→4→5。 由于1‘→2段Q＞Qr，这对泵 的工作不利， 实际工作取1→2→3→4→5。 LFc和LFa分别称为最大射流冲 击力标准下的第一临界井深 和第二临界井深。 由于当L=LFc时，最优排量 ，同时还应满足式 （4-106），得第一临界井深 图4-22 射流冲击力随排量和井深的变化规律 (4-109) 当井深L=LFa时，最优排量 ，同时也应满足式（4-106），由此可求得第二临界井深为 (4-110) LFc LFa 3.最优喷嘴直径的确定 当L≤LFc时， ，则 (4-111) 当LFc＜L≤LFa时， ，则 (4-112) 当L＞LFa时， ，则 (4-113) 当L≤LFc时，喷嘴直径应随井深的增加而逐渐增大；当LFc＜L≤LFa时，喷嘴直径应随井深的增加而逐渐减小；当L＞LFa时，喷嘴直径则又应随井深的增加而逐渐增大。 八、水力参数优化设计 水力参数优化设计，是指在一口井施工前，根据水力参数优选的目标，对钻进每个井段时所采取的钻井泵工作参数（排量、泵压、泵功率等）、钻头和射流水力参数（喷速、射流冲击力、钻头水功率等）进行设计和安排。 水力参数优化设计的主要任务是确定钻井液排量和选择喷嘴直径。 1.确定最小排量Qa 最小排量是指钻井液携带岩屑所需要的最低排量。 确定最小环空返速的方法有多种。一种方法是根据现场工作经验来确定；另一种方法是用经验公式计算。通常使用的经验公式为 (4-114) 式中，va——最低环空返速，m/s； ρd——钻井液密度，g/cm3； Dh——井径，cm。 最低环空返速与钻井液的环空携岩能力有关，钻井液的携岩能力通常用岩屑举升效率（或称为岩屑运载比）来表示。 岩屑举升效率是指岩屑在环空的实际上返速度与钻井液在环空的上返速度之比。即 (4-115) 其中，Ks——岩屑举升效率，无因次； va——钻井液在环空的平均上返速度，m/s； vs——岩屑在环空的实际上返速度，m/s。 一般要求Ks≥0.5。设岩屑在钻井液中的下滑速度为vs1， 而且vs=va-vs1则。岩屑的下滑速度与钻井液的性能有关，其计算公式为 (4-116) 式中，vH——岩屑在钻井液中的下滑速度，m/s； ρs，ρd——分别为岩屑和钻井