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(mm) 表层套管 中间套管 油层套管 444.5 311 215.9 (m) 1350 3615 4485 (mm) (m) 0~1350 1350~3615 3615~4485 (m) 1350 3615 4485 五、固井工程设计
1．套管强度设计 （中间套管） 设计数据：
下入深度3612m，钻井液密度?m?1.566gcm3，抗外挤安全系数Sc?1.02，抗拉安全系数ST?1.80，抗内压安全系数Si?1.20。
设计方法：采用等安全系数法 计算井口最大内压力Psi
Psi?Pbie?1.115?10?4??GH
Pbi?0.00981?PmaxH?0.00981?1.494?3612?52.94MPa
Psi?52.94e?1.115?10?4?0.55?3612?42.42MPa
设计内压力PiD?PsiSi?42.42?1.20?50.90MPa 因此，抗内压强度小于50.90MPa的套管均不选用。 确定下部第一段套管，设计抗挤强度为
Pc1?0.00981?mScH?0.00981?1.566?3612?1.02?56.02MPa
由表5-4查得P-110，壁厚13.84mm套管，Pc?54.813MPa，Pi?63.156MPa，
PT?6325.4KN，di?216.8mm，q?780.8Nm，长圆螺纹。
Sc1?Pc54.813??1.021?Sc?1.02 P010.00981?1.566?3612Pi63.156??1.49?1.20 Psi42.42Si1?第二段选用C-90，壁厚13.84mm套管，Pc?49.091MPa，Pi?61.501MPa，
PT?5146.6KN，di?216.8mm，q?780.8Nm，长圆螺纹。
许可下入深度：
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H2?49.091?3240m
0.00981?1.566?1.02第一段套管下入长度L1?3615?3240?375m
校核第一段套管抗拉强度
1.566Tz1?375?780.8?(1?)?2.3633?105N?236.33KN
7.856325.4ST1??26.77?1.80
236.33Pc?43.782MPa，Pi?51.228MPa，第三段套管选用C-75，壁厚13.84mm套管，
PT?4443.8KN，di?216.8mm，q?780.8Nm，长圆螺纹。
许可下入深度：
43.782H2??2890m
0.00981?1.566?1.02第二段套管下入长度L2?3240?2890?350m 校核第二段套管抗拉强度
1.566Tz2?350?780.8?(1?)?220.57KN
7.855146.6ST2??23.3?1.80
220.5761.501Si2??1.40?1.20
41.94第三段套管下入井深H3?2890m，校核该段套管顶部截面（井口）的抗拉强度
ST3?4443.81.566220.57?780.8(3612?375?350)?(1?)?10?37.85表A-5
?2.18?1.10
外 径mm 重 量 KN 井 段 段 长壁厚钢 级 m m mm 段 重 累 重 安全系数 抗拉 抗挤 抗内压 244.48 3240～3615 375 P-110 13.84 780.8 292.8 26.77 1.28 1.20 244.48 2890～3240 350 C-75 13.84 780.8 273.28 23.3 1.32 1.40 244.48 0~2890 2890 C-75 13.84 780.8 2256.512 2.18 1.10 1.53 2．注入水泥浆设计（中间套管） 设计数据：
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设计井深H?3615m，水泥塞高度h0?20m，套管下入长度Ls?3612m，水泥返至地面，水泥浆附加量30%，钻井液压缩系数kp?1.03，计算井径按钻头直径311mm，钻井液性能?m?1.566gcm3，n?0.5，K?0.3Pa?sn。水泥浆
?x?1.85gcm3，??0.02Pa?s，?0?15Pa。
水泥用量N?V1?V2?V3
V42?d2)h 其中：V1?7.85?10?5(Dm ?7.85?10?5?(31.12?24.52)?3625 ?104.13m3 V2?7.82?10?5di2h ?7.85?10?521.682?20 ?0.74m3
附加30%，V3?(V1?V2)?30% ?(104.13?0.74)?30% ?31.461m3
水泥浆密度?x?1.85gcm3，每袋水泥配水泥浆0.04015m3袋，则
N?V1?V2?V3104.13?0.74?31.461??3396袋
V40.04015用水量Vw（水化比m?0.5）
Vw?Nbm 103?w ?3396?50?0.5?84.9m3 310?1替钻井液量Vm?7.85?10?3di2(Ls_L0)Kp
?7.85?10?3?21.682?(375?20?3?350?2890)
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?132.75m3
表A-6
固井时水泥浆水泥塞水泥浆水泥浆滤水泥量 水泥 添加剂用量 层次 对泥浆返高 厚度 密度 失量 的要求 m m g/cm3 ml T 等级 Kg 中间 3615 20 1.85 G 套管 六、钻柱设计
钻柱组合
第一次开钻（0~1350m）
?444.5mm3A??228mmDC??203mmDC??177.8mmDC??127mmDP?133mmKl （注：3A——代表三牙轮钻头，DC——钻铤，DP——钻杆，Kl——方钻杆）。
第二次开钻（1350~3615m）
?311mm3A??203mmDC??177.8mmDC??127mmDP?133mmKl
第三次开钻（3615~4485m）
?215.9mm3A??177.8mmDC??155.8mmDC??127mmDP?133mmKl
第四次开钻（4485~4800m）
?149.2mm3A??120.65mmDC??88.9mmDP?88.9mmKl
各次开钻，由预估（设计）钻头最大钻压计算钻铤长度。
?444.5mm3A， PB?300KN；
?311mm3A， PB?250KN；
?215.9mm3A， PB?200KN； ?149.2mm3A， PB?70KN。
组合钻铤长度计算时，先按组合中最大直径钻铤由设计最大钻压确定长度，然后再根据大尺寸钻铤库存及钻井工艺要求确定不同直径钻铤的长度。下部钻具组合后面再设计。
零轴向应力截面的位置由下式计算：
Lz?PB?0.981HAp?mqc?0.981?m(Ac?Ap)
一开，由零轴向应力截面确定Lz。
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Lz?300000?0.981?1350?1.052?34.03?141.12m
2803?0.981?1.106?(364.64?34.03)Lz实?Lz?25?141.12?25?166m
二开：(?203mmDC,内径71.44mm,qc?2194.32Nm)。
Lz?250000?0.981?3615?1.478?34.03?249.20m
2194.32?0.981?1.494?(361.87?34.03)Lz实?Lz?25?249.20?24?273m
三开：(?177.8mmDC,内径71.44mm,qc?1601Nm)
Lz?200000?0.981?4485?1.88?34.03?376.34m
1601?0.981?1.88?(208.42?34.03)Lz实?Lz?24?376.34?24?400m
四开：(?120.65mmDC,内径57.15mm,qc?681Nm)
Lz?70000?0.981?4800?1.95?23.36?511.55m
681?0.981?1.95?(88.63?23.36)Lz实?Lz?24?511.55?24?536m
钻柱强度设计： 第一次开钻（略） 第二次开钻：
井深H?3615m，?m?1.494gcm3，dc?203mm，qc?2194.32Nm，
Lc?273m，dp?127mm，qp?284.78Nm，拉力余量T??450KN，设计系
数1.30,?s?t?1.42。
选?127mm，钢级95，Py?2229.71KN 因为
?s?1.42?设计系数1.30， ?t0.9Py1.42?0.9?2229.71?1413.20KN
1.42所以Pa??当拉力余量为T??450KN时
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钻井工程课程设计 - 图文
