固井计算常用公式.docx

常用固井计算公式

一、伸长对比计算：

1、套管变形计算：

ΔL ＝

自

G*L2 *Kf；

2*E*F

式中：G：套管单位长度的重量kg/m；F：套管横截面积cm2；E：弹性模量2.1×106kg/cm2；L：套管或钻具长度m；

Kf：浮力系数=1?2、外力伸拉长：

?

；

7.85

ΔL =

外

P*kf*LE*F

式中：P—外力，kg； kf—浮力系数；L—上段被拉套管长度m； E—弹性模量；F—被除拉套管面积；

3、套管进扣量：

ΔL =N*C*103

进

式中：C—进扣量，取0.002~0.0025；N—入井套管根数；4、套管内外密度变化引起套管轴向变形量：

管外流体密度变化引起的轴向变形：

ΔL =

0.1R2??? L 2

外 套

外

管内流体密度变化引起的轴向变形：

E(R2-1)

0.1???L 2

浮力引起的轴向变形：

ΔL= 内 套

内 E(R2-1)

0.1(A?? -A ?? )L 2

ΔL=

内 内 外 外 套

浮 EA

式中：μ—波桑比，取0.30；ΔP—（密度增加，密度减少）；E：弹性模量；A内、A外、A本体—指横截面积cm2；L—套管长，m5、井口压力引起套管轴向变形（蹩压时）

0.04L (A?P -A?P

6、最大上提拉力计算：

ΔL =

井口

套 外 外 内 内

EA

下套管遇阻时在不考虑弯曲应力的情况下，上提套管时最大载荷在井口，可由下式计算：

P

T ?

上提 n

丝扣抗拉强度抗拉安全系数

管材钢级壁厚

管材钢级壁厚

TP95s×11.51

TP95s×11.05

TP95s×10.03

最大上提力（t）

289

263

234

注：短期抗拉安全系数取1.60。

7、允许套管最大下压力计算

?

P ? s

下压 ?1 DD ?

??r?A＋8I ?K1K2

?

?

r

s

井

径(mm)

320

330

340

350

360

最大下压力（t）

SM110TT×11.99TP95s×11.99

139

120

132

114

125

107

115

99

108

93

备注：

K1取1.8、K2

取1.75。

8、关闭分级箍循环孔增加的轴向载荷

因该井套管下深较深，套管在空气中的重量达260t，关闭分级箍循环孔的压力达18—20MPa，对井口套管轴向载荷增加较大，增加的轴向载荷可根据下式计算：

P

轴向力

?0.785d2P

关闭压力

=79t

/100

9、关闭分级箍循环孔时上部套管的轴向变形量

?L

轴向变形量

P

? 外力

L

上部套管长

EF

?79?1000?24002.1?106?77.37

=1.17m

10、下尾管或套管允许掏空深度和灌泥浆量及悬重变化

因尾管或套管的抗挤强度远远高于回压凡尔的试泵压力，故下尾管或套管允许掏空深度按回压凡尔的试泵压25MPa计算，并考虑2.5的安全系数，则：

25?9.80

H掏空=2.5?0.1??

P试

或者说 H掏空=m/10??

11、允许下套管速度计算：

下放尾管时允许泥浆上返速度

尾管本体处允许上返速度取钻进时钻杆本体处环空上返速度，钻进排量如为20L/S，井径取225mm则上返速度：

V杆=

Q

V杆环

允许下放尾管速度计算：

布科哈德公式，V环=V下*(0.5?

D管2

)

D井2?D管2

由该公式中可知，V环是知道的，由此可以求出V下；

式中，V环，环空泥浆上返速度，m/s；V下，允许下放速度m/s；D井，井径，cm；D管，管柱外径，cm；

由上式可以计算出每米套管可下速度，求出每根套管的可下速度。

12、倒扣前允许最大蹩泵压力计算：

在井下出现管被卡，座挂完全处于自由状态时，固井管串最薄弱处，为下完钻杆后的最上端，此时，由于蹩泵管内外压差，使管柱膨胀，造成向上有缩短的趋势，因而产生轴向拉伸负荷。

G轴=0.471*d02P蹩

MAX

G轴

则：P蹩MAX=

式中：G轴—允许增加的轴向负荷（kg）

如：G轴=ΔG轴，d0，管柱的平均内径cm；

0.471*d02

计算出结果大于套管地面水压试验压力和管串入井中的循环压力，才安全。

13、尾管倒扣后允许最大大蹩泵压力

不超过悬而未决挂器最大座挂试拉负荷允许蹩泵压力：

G?G尾?G预

P蹩max= F尾

式中：G悬挂器允许悬挂力，kg；（川972悬挂器取拉力130吨）G尾：尾管串浮重；G预：座尾管预压力，一般取5~10吨；

F尾：尾管过水面积cm2；计算结