第四章--钻进参数优选精选.ppt

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 —分别为岩屑和钻井液密度，g/cm3； e —钻井液有效粘度，Pa·s。 ds —岩屑直径，cm； * e可按下式计算： (4-117) 其中，Dh，Dp —井径和钻柱外径，cm； va —钻井液上返速度，m/s； K —钻井液稠度系数，Pa·sn； n —钻井液流性指数，无因次。 * 最低返速确定以后，即可根据下式确定携岩所需的最小排量。 (4-118) 其中，Qa —最小排量，L/s； Dh —井径，cm； Dp —钻杆直径，cm； va —最小环空返速，m/s。 * 2.计算不同井深时的循环系统压耗系数 全井分段，每井段分别计算Kg、Kp、Kc、m、n，最后计算不同井深时的循环系统压耗系数。 * 3.选择缸套直径 在所选缸套的额定排量Qr大于携带岩屑所需的最小排量Qa的前提下，尽量选用小尺寸缸套。缸套直径确定以后，Nr、Qr、pr三个额定参数就确定了。而且，为了充分发挥泵的能力，尽可能选择额定排量与实用排量接近的缸套，即缸套的额定排量Qr大于携带岩屑所需的最小排量Qa，但相差又不要太大。 应根据所选用缸套的允许压力和整个循环系统（包括地面管汇、水龙带、水龙头等）耐压能力的最小值，确定钻井过程中钻井泵的最大许用压力pr。 * 4.排量、喷嘴直径及各项水力参数的计算和确定 选择水力参数优选的标准； 根据所选择的优选标准计算第一和第二临界井深； 根据优选标准、临界井深和获得最大水力参数的条件，计算各井段所用的排量和喷嘴直径； 计算出不同井段可获得的射流参数和钻头水力参数v0、Fj、pb、Nb。 * P165，8题 已知条件：钻头直径D=215.9mm=21.59cm， 喷嘴流量系数C=0.98，钻铤Dc=17.78cm，dc=7.14cm，Lc=120m， 内平钻杆Dp=12.7cm， dp=10.86cm；Kg=1.07×10-3MPa·s1.8， ?d=1.64g/cm3， ?=0.047Pa?s；井队配备两台NB-1000钻井泵， 井深L=4000m，要求环空返速不低于0.7m/s，地面泵压以不超过18MPa较合适。 试按最大钻头水功率方式对该井深处进行水力参数设计。 * 解:①确定最小排量Qa 由已知，最低环空返速Va为：