第三章钻进工艺4.pptVIP

相对于目标函数极值条件，最优排量Qt和最优喷嘴直径dt 四、水力参数设计方法 为什么要进行工程设计呢？不难发现，最优排量和最优喷嘴直径这二个水力参数都是井深的函数，随着井深的增加而连续变化。但是，在实际工作中最优排量和最优喷嘴直径无法做到这一点。这是因为： （1）钻头一入井，喷嘴就不可能随时换装； （2）钻井泵缸套选定后，额定排量就不可能有很大的变化范围。 （1）根据循环压降试验，求得循环压降系数kl； （2）根据工程实际情况，选定最小排量Qa，这是钻井过程中不能低于的排量； （3）根据机泵实际条件，选择缸套直径，确定额定泵压Pr和额定排量Qr，指钻井过程中不能超过的泵压和排量； （4）根据最优喷嘴直径dt，配备喷嘴组合； （5）根据钻头使用情况，将所钻井深划分成n段； （6）计算第i段的最优排量Qt和最优喷嘴直径dt，同时注意校核Qr≥Qt≥Qa； （7）重复（5）,（6）二步，进行第i＋1段的设计，直到i＝n为止； （8）设计结果列表。 五、实例 * * 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 推导过程总结 额定泵压状态： 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 目标函数极值条件: 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 L 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 水力参数的工程设计方法是采用分段设计，即将要钻进的井段分成n个小段， 在第i段(i=1，2,...n)，以底部井深Li为设计井深，据此计算最优排量和最优喷嘴直径。 工程设计的实质是以点代段，即以每段底部井深点的最优水力参数在这个井段中施行， 从而逼近全井段的最优水力参数。 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 方法： 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 某井使用21.6cm钻头，17.8cm钻铤80m,12.7cm钻杆。设计井深4000m,钻井液平均密度1.2g/cm3,二台NB8—600泵,试按最大水马力方式进行喷射钻井设计。 1、计算循环压耗系数m和n 根据临近井实测法得到：m=4.406*10-6；n=6.02*10-4。 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 2、根据工程实际情况确定最小排量Qa 根据钻井液环空携岩理论的研究成果，当钻井液环空返速大于0.5~0.6m/s时，即可满足岩屑输送比和隙核比的要求。为安全起见，一般选用钻井液环空返速为1.0m/s左右。由此可确定最小排量Qa 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 m=4.406*10-6 n=6.02*10-4 D=21.6;Dp=12.7 ρ＝1.2 3、根据机泵实际条件选择缸套直径 选择原则是：在机泵条件允许时（即泵工作状态好，连接件承压能力强等），尽可能选用小尺寸缸套，尽可能提高额定泵压Pr。 对于NB8—600泵，根据“钻井手册”提供的资料，可选用130mm直径的缸套，额定泵压Pr=19.6Mpa ，每分钟65冲时的额定排量Qr=15.34l/s,采用双泵时Qr=30.68l/s。 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 4、根据钻头使用情况，合理划分所钻井深为n段 由于没有钻头使用资料，只能将4000m井深简单的平均分为8段，各段底部井深分别为： 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 5、计算第1段的最优排量Qt1 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 由于最优排量Qt1大于了额定排量Qr（双泵），故取： 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 Pr=19.6Mpa Qr=30.68l/s 6、计算第1段的最优喷嘴直径dt1 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 Pr=19.6Mpa Qr=30.68l/s 7、配置喷嘴组合 综合考虑井下情况，钻头泥包或喷嘴砂堵不太严重，故选用双不等径喷嘴组合，直径比取0.6，得到 解得 最后根据现有喷嘴系列进行适当调整。 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 0.6～0.7 8、计算第1段的水力 泵功率： 循环压耗： 第四节　水力参数　 第三章 钻进工艺 m=4.406*10-6 n=6.02*10-4 D=21.6;Dp=12.7 ρ＝1.2 Pr=19.6Mpa Qr=30.68l/s 钻头压耗： 钻头水马力： 钻头水功率： 钻头水马力： 钻头压耗