32、已知：井深Dv = 1500m ,钻压W = \\4t,钻井液密度为乃=1.38g/s3 ；
+ 5in 钻杆 1300m
钻具结构：81/2 in 钻头 + 61/2 in 钻铤 200m ( qe = 136.24kg/m ) （qp =29.04奴/刀）。求中性点所在井深。
解（1）浮力系数：=1-色=1-淄= 0.823
Ps 7.8
(2)中性点位置： Lv ==一堕至四一= 124.86(〃) qc - K,
136.24x0.823 (3)中性点所在井深：DV-LN =1500-124.86= 1375.14(^)
P88、式(2?7)
4、某井用1274in钻头钻至3500m,试进行钻柱设计。
已知：钻头直径dh = 121 /4 in ,井深D = 3500m;钻井液密度pd =1.23^?/cm3;
钻压W = 200AN;拉力余量MOP = 450kN ;安全系数S, =1.30； 卡瓦长度= 406.4/777/7 ；正常润滑；井斜角a = 6° o 库存钻具：
9in 钻铤(qc = 286ON/\钻铤(qc = 1632N/〃？ ) 81m;
61/4in钻铤（气=1362.4N/m ）供应充足; E 级 5in 钻杆(qp =284.78NS ) 900m;
95 (X)及 105 (G)级 5in 钻杆(qp =284.78N\〃 )供应充足。
解（1）选择钻铤
查表2-21 （P91, “钻头尺寸与钻柱尺寸配合”）.. 121/4 in钻头首选9in钻铤。
浮力系数：心=1-色=1-竖= 0.842
Ps 7.8 取安全系数S’，=1.20 则钻铤长度 1
= 2.86。、隽二6。＞ 27㈣
P87、式(2-3) P92、式(212)
计算长度4 =100.2Im大于库存量(27m),则实际长度LcX = Tim o除了 9in钻铤、 还要选1?2段尺寸较小的钻铤，组成“塔式钻具组合”(直井防斜打直)。
中性点(P87)： “钻柱上轴向力等于0的点”。 W = ￡(q「i 4)*8 ?cosa i=l
钻铤长度的确定原则(P92)： “保持中性点始终处在钻铤上”。 也林￡ =Z(%?E?cosa /=! 各段钻铤长度的计算公式如下:
s .w N
* max _￡(??)
稣,COS。,=1
c1，Li n
\
\
SN，Wmax 0”，L 1 +
qcn
+ …+ %?〃-
S cos a
第2段钻铤选择7in钻铤，则该段钻铤的计算长度为:
1.20x200 2.860x27.0 = S N ?Wmax _ q” . L(2 1.632 x 0.842 x cos 6° 1.632\
L” 128.30(/
cosa Q2计算长度QLC2=? 128.30m仍然大于库存量(81m),则实际长度L 2 = 81 .0/H O 2 除了 9in钻铤、7in钻铤，还要使用61/4in钻铤，计算长度为： ￡ _ SN 'Wmax Lcl0cl +乙。20《2
‘ 3 qc3-kB cos a qc3
1.20x200 27.0x2.860 + 81.0x1.632 “
= --------------------------------------------------------------- =56.68(/n) 1.362 x 0.842 x cos 6° 1.362
、
该尺寸钻铤供应充足。若按每根钻铤9m计算，需要7根，实际长度LC3 = 63.0/77 全部钻铤的总长度：丈么=27.0 + 81.0 + 63.0 = 171.0(〃) i=l 全部钻铤在空气中的重量：
3
Z0ci ? Lci)= 2.860 X 27.0 +1.632 x 81.0 +1.362 x63.0 = 295.22QN) f=l 全部钻铤的浮重：丈(必广\侃=295.22x0.842 = 248.57(3) 1=1
(2) 选择第一段钻杆(接钻铤)：E级5in钻杆，线重\
据钻杆直径、钢级、线重(或壁厚)，查表2T2 (P75)、表2-14 (P77),最小抗 拉载荷 F、,] =1760.3 Wo
A、计算最大安全静拉载荷:
P93—95、分3种情况计算,最后取最小值
P95
?安全系数法：
广 八八厂, 0.9 x 1760.31
FaX - 0.9Fvl / st ------------------- = 1218.68 (kN)
1.3 ?设计系数法(卡瓦挤毁)：
Fal = 0.9Fvl /(笔=09x1760.31 = 1H 5 69 ?N)
, b, 1.42
、式(2—20)
P95
、式(2—21)
其中，据钻杆外径127.0mm,卡瓦长度Ls = 406.4/nm及正常润滑条件，查表2-22 (P94),得到防止卡瓦挤毁钻杆的设计系数冬=1.42。
. 拉力余量法：
P95、式(2—22)
FM= 0.9FV1 - MOP = 0.9 x 1760.31- 450 = 1134.28 (kN)
显然，按卡瓦挤毁比值计算的最大安全载荷最小，取Fal =1115.69^0 B、计算最大许用长度：
,_ 扁 ￡qL _
qP\\KB
1115.69 295.22
qp] 284.78xIO'3 x0.842 284.78xlO~3
因为库存量仅有900m,实取第1段钻杆长度Lp】=900.0m o
(3)选取第2段钻杆：95X级5in钻杆，线重％|=284.78N/m
同理：①最小抗拉力FV2 = 2229.7IS ②最大安全静拉载荷：
?安全系数法：Fa2 =0.9Fy2/st = 0,9x222971 = 1543.65 (kN)
?设计系数法(卡瓦挤毁)：Fa? = 0.泪2 /(冬)=。V；'\ = 1413.20 (kN)
? 拉力余量法：Fq = 0.9FV2 - MOP = 0.9 X 2229.71 - 450 = 1556.74 (kN)
J 实取最大安全静拉载荷兀2 = 1413.20S。 ③最大许用长度：
乙2 / KB 一 ￡qL -qp'Lpi L
P2 = ---------------------------------
r
1413.20/0.842 - 295.22 - 284.78 x 10~3 x 900 c = ------------------------------------ ； ----------------- =3956.12m
284.78 x!0~3 因为总井深为3500m,实取第2段钻杆长度：
Lp2 = D - ￡匚 - Lq 3500.0-168.0 一 900 = 2432.0(/??)。 设计钻柱组合列表如下：
规范 第1段钻铤：9in,线重2.860kN/m 第2段钻铤：7in,线重1.632kN/m 第3段钻铤：6%in,线重1.362kN/m 第1段钻杆：5in, E级，线重284.78N/m 第2段钻杆:5in, 95 X级 线重284.78N /m 合计
长度/m 27 81 63 900 2432 3500 空气中重/kN 77.22 132.19 85.81 256.30 692.59 1144.11 第3章复习题：
1、 钻井液的功用是什么？ P101-102 2、 名词解释：井塌（P116）
第四章 钻进参数优选(P165)
1、某井用^ 200mm241型钻头钻进，W=196kN, n=70r/min,井底净化条件较好，钻头工作 14h后起钻，已知Af=2. 33 x 10'\\求牙齿磨损量hf。
解：查表4一1 (P130)、表4-2 (P131), 0 200mm241型钻头的有关数据：
Z] =0.0167, Z? =5.94, a, =0.9, a2 = 0.392xIO'4, C! =3Z-0 0167 牙齿磨损量：
P132、例4-1
.A/(aln + a2n3)t/
-1 + hf = - JL 十 |
1 z9-z,w / G
匕
,I o 2.33 x 10~3 x (0.9 x 70 + 0.392 x 10~4 x 703) x 14 —1 + J1 + 2 x 3 x --------------- ---------------------------------- —— = V 5.94-0.0167x196 ~ 3 = 0.52
2、 某井用0 200mm211型钻头钻进，W=196kN, n=80r/min,钻头工作14h后起钻，轴承磨 损到B6级，求轴承工作系数b。
解：轴承磨损到B6级，表示轴承磨损了 6血
轴承的磨损速度方程：- = -Wl5N
dt b
尚 〃\少粉 > nW]5t 80xl96L5 xl4 . 1 in6
轴承工作系数：b = --------- = ------------------- = 4.lxl06
Bf 0.75
参考P14L、例4?2
P133、式(4-15) 3、 已知某井五点法钻进试验结果如下，求该地区钻压M和转速系数入。
实验点 钻压/kN 转速/ (r. min-1) 钻速/ (m. h-1)
1 225 70 31 2 254 60 32. 5 3 254 120 46 4 196 120 34 5 196 60 24 6 225 70 30 解：
该表中实验点编号与表4-3 (P134)
不一致!
中国石油大学(华东)钻井工程课后题答案.doc
