?水 ——水的密度，取1000 kg/m3； ?原——加入粘土前钻井液的密度，kg/m3。 V原——所配钻井液的最大体积，m3。 5.1.3 需要加入清水的量
Q水=V原-
W土?水 （5-3）
式中 W土——所加入的粘土的量，t ；
?水 ——水的密度，取1000kg/m3。
W加=
?加V原（?重??原） （5-4）
?加??重式中 ?加——所加入的重晶石的密度，取4200 kg/m3；
?重——加入重晶石粉后钻井液的密度，kg/m3； ?原——加入粘土前钻井液的密度，kg/m3。
参考临井资料，一开和时钻井液的密度为1.15 g/cm3，二开和三开时钻井液密度同为1.156 g/cm3，无须改变钻井液的密度。
5.2 钻井液体最大积的计算
5.2.1 一次开钻井筒内钻井液体积
由公式5-1 Vb1=
?4(0.4445)2?80
Vb1=12.41(m3)
5.2.2 二次开钻井筒内钻井液体积
由公式5-1 Vb2=
?4(0.2159)2?310
Vb2=11.34(m3)
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5.2.3 三次开钻井筒内钻井液体积
由公式5-1 Vb3=
?4(0.2159)2 ?2000
Vb3=73.18(m3)
一般泥浆池内要存储备用50m3钻井液，取循环浪费20 m3钻井液，所以 V原>50+20+73.18,所以V原>143.18 m3,V原=160m3 。
5.3 钻井液密度的转换
5.3.1 一次开钻时
由公式5-4
?加V原（?重??原）2?103?210（1.2?1)?1032?103?160(1.15?1)?103W加==
(2?1)?103?加??重(2?1)?103W加=48(t)
所以加入黏土的量为48t Q=V原-水W土?水48?103=160-=112m3 31?105.3.2 一次开钻到二次开钻时需要重晶石质量
由公式G重?V原?重?加??原???重??加得
160?4.2?103(1.156?1.15)?103G重==4.032t 3(4.2?1.156)?10所以需加重晶石4.032t。
27
6 钻井水力参数设计
6.1 泵的选择
6.1.1 保证井壁不被冲刷的相关公式
1517.83(DH?DP)n?va2?n??]Z= （6-1）
n0.387500?n?K式中 Z—— 流态值，808；
DH——井眼直径，cm ； DP—— 钻具外径，cm ； n —— 流性指数 ； K —— 稠度系数,Pa·sn；
?——钻井液密度，g/cm3 。
Q
=
?4(D2?D2maxHP)??a Q
=
?(D22)??min4H?DPsl 6.1.2 临界井深的确定公式 1．第一临界井深
Dcr0.357Pra1=
mQ1.8? rm式中a=kg+kc-m ?Lc kp= m ?Lp (6-6)
k0.80.2g=0.51655?d?pv(
L1L2L3d4.8++L44.8+4.84.8) (6-7) 1d2d3d4k0.8?0.2P=?dpvLp[
Bd4.8+0.57503?d31.8] (6-8) pi(dhp)(dh?dp)28
6-2）6-3）6-4）6-5）（ （ （ （ 0.2kc=?d?pvLc[
0.80.516550.57503+] (6-9) 4.831.8dci(dh?dc)(dh?dc)式中 d1,d2,d3,d4——地面高压管线，水龙带和水龙头，方钻杆的内径，m ；
L1,L2,L3,L4——地面高压管线，水龙带和水龙头，方钻杆的长度，m ； dpi,dp,dci,dc—— 分别为钻杆,钻铤的内径和外径，m ； B ——常数，内平钻杆取0.51655； LP,Lc——分别为钻杆和钻铤的长度，m；
kg,kp,kc——分别为地面管汇，钻杆内外，钻铤内外的压力损耗系数； dh—— 井径，m； dc—— 钻具外径，m；
?pv—— 钻井液的塑性粘度，Pa·s；
Pr——泵的最大工作压力，kW； Qr——泵的最大排量，m3/s 2 .第二临界井深 Dcr2=
0.357Pra? (6-10) 1.8mmQaQa——钻井液携带岩屑最小速度对应泵的排量，m3/s 。 6.1.3 一开时泵的排量计算
DH=444.5 mm , DP=139.7 mm ,n=0.65 ,K=0.3 ,Z=808 ,?=1.1g/cm3
?a?1.2ms
?c??a??sl (6-11)
?sl?0.00707ds?s??d??23?d?1?n1313en (6-12)
?dh?dp??e???12??a??
?2n?1??3n?K (6-13)
??29
由公式(6-11) (6-12) (6-13)得携岩最低返速
?sl=0.6(m/s) 由公式6-2
?2?2)??a=(0.44452?0.139.72)?1.2 (DH?DP44Q1max=167.73(l/s) Q1max=由公式6-3
?2?2)??sl=(0.44452?0.13972)?0.6 (DH?DP44Q1min=83.868(l/s) Q1min=
6.1.4 二开时泵的排量计算
DH=215.9 mm , DP=139.7 mm ,n=0.65 ,K=0.3 , Z=808 ,?=1.1g/cm3 ?a?1.2ms
?c??a??sl (6-11)
?sl?0.00707?dh?dp??e???12??a??1?nds?s??d??23?d?n1313e (6-12)
?2n?1??3n?K (6-13)
??由公式(6-11) (6-12) (6-13)得携岩最低返速?sl=0.6(m/s)
由公式6-2
?2?2)??a=(0.21592?0.139.72)?1.2 (DH?DP44Q1max=25.53(l/s) Q1max=由公式6-3
?2?2)??sl=(0.21592?0.13972)?0.6 (DH?DP44Q1min=12.76(l/s) Q1min=
6.1.5 三开时泵的排量计算
DH=215.9 mm ,DP=127 mm ,n=0.65 ,K=0.3 ,Z=808 ,?=1.25g/cm3 。
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中国石油大学在线考试期末考试《-钻井工程》答案
