钻井计算公式（精典）
1.卡点深度：
L=eEF/105P=K×e/P
式中：L-----卡点深度米
e------钻杆连续提升时平均伸长厘米
E------钢材弹性系数=2.1×106公斤/厘米2
F------管体截面积。厘米2
P------钻杆连续提升时平均拉力吨
K------计算系数
K=EF/105=21F
钻具被卡长度l:
l=H-L
式中H-----转盘面以下的钻具总长米
注：K值系数5＂=715（9.19）
例：某井在井深2000米时发生卡钻，井内使用钻具为壁厚11毫米的59/16＂钻杆，上提平均拉力16吨，钻柱平均伸长32厘米，求卡点深度和被卡钻具长度。
解：L=Ke/P
由表查出壁厚11毫米的59/16＂钻杆的K=957
则：L=957×32/16=1914米
钻具被卡长度：
L=H-L=2000-1914=86米
2、井内泥浆量的计算
V=D2H/2或V=0.785D2H
3、总泥浆量计算
Q=q井+q管+q池+q备
4、加重剂用量计算：
W加=r加V原(r重-r原)/r加-r重
式中：W加----所需加重剂的重量，吨
r原----加重前的泥浆比重，
r重----加重后的泥浆比重
r加---加重料的比重
V原---加重前的泥浆体积米3
例：欲将比重为1.25的泥浆200米3，用比重为4.0的重晶石粉加重至1.40，需重晶石若干？解：根据公式将数据代入：
4×200（1.40-1.25）/4.0-1.40=46吨
5.降低泥浆比重时加水量的计算
q=V原(r原-r稀)/r稀-r水
式中：q----所需水量米3
V原---原泥浆体积米3
r稀---稀释后泥浆比重
r水----水的比重（淡水为1）
例：欲将比重1.30的泥浆150米3降至比重为1.17，需加淡水若干？
解：根据公式代入数据：
150（1.30-1.17）×1/1.17-1=115米3
6、泥浆循环一周所需时间计算
T=V井-V柱/60Q泵
式中：T---泥浆循环一周的时间，分
V井---井眼容积，升
V柱---钻柱体积升
Q泵---泥浆泵排量升/秒
备注：V井=0.785D井2
V柱=0.785（D外2-d内2）
例题：井径81/2"，使用壁厚为10毫米的41/2"钻至1000米，泵的排量为21.4升/秒，问泥浆循环一周需时若干？
解：V井=0.785×（215.9）2=36591升
V柱=0.785（114.32-94.32）=3275升
T= V井-V柱/60Q泵
=36591-3275/60×21.4
=33316/1284
=25.95分
7、泥浆上返速度计算
V返=12.7Q泵/D井2-d柱2
式中：V返—泥浆上返速度米/秒
Q泵---泥浆泵排量升/秒
D井---井径厘米
d柱---钻柱外径厘米
例题：某井井径为22厘米，钻具外径为11.4厘米，泥浆泵排量为25升/秒，问泥浆上返速度是多少？
解：V返=12.7Q泵/D井2-d柱2
=12.7×25/222-11.42
=0.90米/秒
8、漏失速度计算公式：
V漏=Q漏/t时
式中：V漏—漏失速度米3/小时
Q漏---在某段时间内的漏失量米3
t时----漏失时间小时
例题：某井在30分钟内共漏泥浆15.6米3问该井在这段时间内的漏失速度是多少？
解：V漏=Q漏/t时
=15.6/0.5
=31.2米3/小时
9、泵压计算公式：
P=0.081ρQ2/0.96D4
式中：P---泵压MPa
ρ---使用密度g/cm3
D---钻头水眼毫米
D=√d12+d22+d32+…..
12.常用单位换算表
长度:1英寸(in)=25.4毫米(mm)=2.54厘米(cm)=0.0254米(m)
1英尺(ft)=12英寸(in)=304.8毫米(mm)=30.48厘米(cm)=0.3048米(m) 1码(yd)=3英尺(ft)=914.4毫米(mm)=91.44厘米(cm)=0.9144米(m)
1里=150丈=500米
1丈=3.33米
1尺=0.33米
1寸=0.033米
面积:1亩=666.6m2
13.常规井身结构
公式：允许最小钻铤直径= 2倍套管接箍外径- 钻头直径
有效井眼直径=（钻头直径+钻铤直径）÷20
在大于215.9mm(81/2in)的井眼中，应采用塔式钻铤组合，钻铤柱中最下一段钻铤(一般应不少于1立柱)的外径应不小于这一允许最小外径，才能保证套管的顺利下入。
15.井斜的原因
钻井实践表明，井斜的原因是多方面的，如地质条件、钻具结构、钻进技术措施以及设备安装质量等。但归纳起来，造成井斜的原因主要有两个方面：第一是钻头与岩石的相互作用方面的原因，即由于所钻地层的倾斜和非均质性使钻头受力不平衡而造成井斜；第二是钻柱力学方面的原因，即下部钻具受压发生弯曲变形使钻头偏斜并加剧钻头受力不平衡而造成井斜。
1. 地层因素
不同的地区、不同构造部位甚至不同的地层，井斜程度的显著差异表明地层因素往往是影响井斜的主要原因。
①在倾斜的层状地层中钻进时，由于在层面交界处的岩石不能长时间支持钻压而趋向沿垂直面发生破碎，因而井眼下倾一侧的层面上形成小斜台，它对钻头施加一个横向作用力，把它推向地层的上倾方向，从而引起井斜这就是所谓地层的“小变向器”作用。地层倾角越大，成层性越强，钻压越大，这种作用也越大。
②沉积岩层不同方向的物性和强度是有差异的，一般来就，垂直层面方向岩石的强度低，可钻性高，所以在钻经这种地层时，钻头总是要保持沿这个破碎阻力最小的方向钻进的趋势，当地层呈倾斜状态时，这种自然趋势必然导致井斜。
③在软硬交错地层钻进时，可能产生突发性的严重井斜问题，当钻头从软地层进入硬地层时，由于钻头在A、B两侧的破碎阻力不均，使钻头的钻进方向向地层上倾方向倾斜，当钻头从硬地层进入软地层时，由于类似前面所述小变向器作用，迫使钻头沿地层上倾方向钻进。
④钻头在破碎呈倾斜的层状岩石时，牙齿在地层上倾方向一侧C形成较多的岩屑量。由于两侧破碎的不均衡产生的增斜力，也迫使钻头改变方向。
⑤地层造斜力及计算模式。
(1)
或（2）
式中：－地层倾角，°；
α－井斜角，°；
W －钻压，。
地层本身并不存在造斜力，这里所说的地层造斜力，实质上是与地层特性及钻压密切相关的使井眼偏斜的一种特殊作用。
用地层造斜力的概念解释和描述岩性比较稳定的地层和一个层段的井斜机理是比较合实际情况的，但不适用于软硬交界面上突然发生的严重井斜问题。
2. 下部钻具弯曲的影响
下部钻具在钻压作用下发生弯曲是引起井斜的另一个重要原因，其弯曲程度越严重，井斜也越严重，它对井斜的影响表现在两方面：
①下部钻具弯曲使钻头偏斜（相对于井轴），其钻进的方向偏离原井眼轴线，直接导致井斜。
②下部钻具弯曲，使钻压改变了作用方向即不再沿井眼轴线方向施加给钻头，而是偏斜了一个角度——即钻头偏斜角，从而产生一个引起井斜的横向偏斜力FB。
下部钻具组合自身的特性（包括与井眼的间隙）及钻压决定它的弯曲程度和对井斜的影响。
16.常规钻具组合:
1、一开钻具组合
深度根据上部平原组的底界确定，一般为：50～150m；
Φ444.5mm P2 ＋Φ177.8mm钻铤×6根＋Φ127mm钻杆＋133方钻杆
钻井参数：
2、二开直井段钻具组合
2.1 上部大井眼
（1）不下技套时,采用塔式钻具组合:
Φ244.5mmP2＋Φ177.8mm钻铤×6根＋Φ158.8mm无磁钻铤×1根＋Φ158.8mm钻铤×11 根＋Φ127mm钻杆
钻井参数：
Φ311.2mmP2＋Φ203.2mm无磁钻铤×1根＋Φ203.2mm钻铤×1根＋Φ310mm扶正器＋Φ203.2mm钻铤1根＋Φ310mm扶正器＋Φ203.2mm钻铤×3根＋Φ178.8mm钻铤×9根+Φ127mm钻杆+133mm方钻杆
钻井参数：
?311.2HA537+ ?311扶正器+ ?228.6减震器+ ?311扶正器＋?228.6钻铤×1根+ ?311扶正器+ ? 228.6钻铤×2根+ ? 203.2钻铤×7根+ ?177.8钻铤×6根+ ? 158.8上击器+ ?127加重钻杆×7根+ ?127钻杆+133mm方钻杆
钻井参数：
减震器的安放位置：
直接安放在钻头之上减震效果最佳。
随钻震击器的安放位置：
其结构复杂、壁厚受限，不能长期处于压缩弯曲状态，应安放在钻柱受拉部位。一般安放在钻铤柱顶部效果最佳，如错误地放在中和点上，交替承受拉、压载荷会使其很快损坏。
2.2 下部8 1/2″井眼直井段防斜钻具组合
（1）钟摆防斜钻具
（2）满眼防斜钻具
（3）偏心防斜钻具
（4）光钻铤组合
（1）钟摆防斜钻具
Φ215.9mmPDC钻头＋Φ158.8mm无磁钻铤×1根＋Φ158.8mm钻铤×1根＋Φ214mm扶正器＋Φ158.8mm钻铤×1根＋Φ214mm扶正器＋Φ158.8mm钻铤×18根＋Φ127mm钻杆＋133mm方钻杆
钻井参数：
排量优选：一般Φ215.9mm井眼上返流速调整到1～1.5m/s，Φ244.5mm井眼上返流速调整到0.8～1m/s，Φ311.2mm井眼上返流速调整到0.6～0.8m/s。
力学理论基础:
实际的井眼都是倾斜的，钻柱某点将和井壁接触，称为上切点。未加钻压时，作用在钻头处侧向力只是钻头与上切点之间钻铤重量的横向分量，这个力称作钟摆力，使井眼趋于垂直；当施加钻压时，将在钻头处产生另一侧向力，此力使井眼偏离原来的方向。这二个力的合力决定了钻进方向。
钟摆钻具使用特点：
①钟摆钻具能用于不易井斜地区，在使用大钻铤条件下，保证较高钻压下钻出几乎垂直的井眼。比使用光钻铤钻具可增加钻压，而不会增大井斜。
②钟摆钻具也是一种有效的纠斜工具，并广泛应用于各油田。
钟摆钻具使用特点：
③尽可能采用大尺寸钻铤加稳定器，形成的钟摆长，减斜效果好。在具体操作中应严格控制钻压，避免因加压过大使稳定器以下出现新切点致使钟摆失效；还应与处理地层交界面和加强划眼结合起来。
④缺点：在直井内无防斜作用，与光钻铤一样由于刚度小不能有效控制井斜变化率。为满足易斜区快速钻井的要求还须使用其他类型的防斜钻具。
钟摆钻具工作原理
利用斜井内钻柱切点以下钻铤重量的横向分力把钻头压向井眼下方，以逐渐达到减小井斜的效果。这个横向分力的作用犹如钟摆一样，故称之为钟摆力。增加钟摆力的一个办法是尽可能使用较大尺寸的钻铤，这样钻铤不容易被压弯，切点位置相对较高，利于减斜。另一个办法是在此切点略高的位置上安装稳定器，以提高切点位置，增大减斜力。同时，也能减小钻头外侧倾角（指产生增斜效果的钻头倾角）。
钟摆钻具设计要点和操作要求
操作中应严格控制钻压。同满眼钻具相比，钟摆钻具只能使用较小的钻压。对钟摆钻具来说，稳定器的安放位置十分重要。如安放位置偏低则减斜力小，效果差；如安放位置偏高则稳定器以下钻铤会与井壁形成新切点，使钟摆钻具失效；因此钟摆钻具中稳定器的理想安放位置应在保证稳定器以下钻铤不与井壁接触的条件下尽量提高些。稳定器安放位置主要取决于钻铤尺寸、钻压大小和井眼斜度等。
推荐的钟摆钻具组合稳定器的安放位置
（2）满眼防斜钻具
Φ215.9mm三牙轮钻头＋Φ214mm扶正器＋Φ158.8mm短钻铤（2-3m）×1根＋Φ214mm 扶正器＋Φ158.8mm无磁钻铤×1根＋Φ214mm扶正器＋Φ158.8mm钻铤×23根＋Φ127mm钻杆＋133mm方钻杆
钻井参数：
适用范围
满眼钻具适用于不易斜或较为易斜的地区（层）。满眼钻具是在石油及天然气钻井应用最为广泛的钻具组合之一。
力学理论基础
满眼钻具的防斜原理有二点：①能产生较小的钻头倾角（相对于钟摆钻具而言）；②利用三点（三个稳定器）直线性来保证井眼的直线性和限制钻头的横向移动。
满眼钻具的设计要点和操作方法
主要有三点：
①保证下部钻铤有尽可能大的刚度；
②保证稳定器之间具有合适的长度；
③保证稳定器与井眼之间的间隙尽可能小。满眼钻具能承受较大钻压（相对于钟摆钻具），因而能获得较高的机械钻速。但满眼钻具在发生井斜后其纠斜效果不如钟摆钻具，此时需要起下钻换钟摆钻具纠斜。
（3）偏心防斜钻具
设计了两种组合两种方式：
①双扶正器钟摆钻具组合
Φ215.9PDC钻头＋Φ158.8mm钻铤×1根＋Φ177.8mm偏心短节+Φ158.8mm钻铤×1根+Φ214mm扶正器＋Φ158.8mm钻铤×1根＋Φ214mm扶正器＋Φ158.8mm钻铤×14根
钻井参数：
②针对偏心短节设计的组合（近似单扶正器钟摆钻具组合）
Φ215.9PDC钻头＋Φ158.75钻铤×1根＋Φ177.8偏心短节+Φ158.75短钻铤×1根+Φ214扶正器＋Φ158.75钻铤×14根
钻井参数：
适当增大偏心距，有助于改善防斜效果，在Φ215.9井眼中，由于井壁约束，可取偏心距
在钟摆钻具的适当位置安放一个偏心短节而形成。偏心短节的作用是让其下部钻铤轴心产生偏移，在钻柱转动过程中产生一个较大的离心力，从而改变钻头处受力状况。由于PDC 钻头保径作用，其侧切性较强，使用偏心钻具组合，只要设计好底部钻具组合间距，控制钻压，可以使钻头侧向力合力朝下井壁，起到防斜或纠斜目的。偏心组合的应用，可以有效控制上部井斜，为解放下部钻压创造了良好条件。
偏心防斜钻具影响因素
①钻压的影响
根据现场资料统计，对于40kN～60kN钻压。PDC钻头速度最侠，若再增加钻压，产生岩屑较多,无法及时返出，导致井底重复破碎，因此过大钻压是没有必要的。只要把钻压提到40kN～60kN，能保证很好的防斜性能。
②井斜影响
井斜增大，降斜力降低，当井斜达到一定值时，降斜力很小，呈稳斜趋势，因此应当控制初始井斜。
③偏心距影响
在一定范围内，偏心距越大，降斜力越大，可以施加的钻压也较大，但当偏心距达到一定值后，与井壁产生接触，将导致钻具性能失效。
④地层影响
地层均有一定造斜力，钻压越大、地层造斜力越大。在地层平缓，地层各向异性不明显时，使用偏心钻具组合，可稳斜或降斜，当地层造斜力很大时，因降斜力只能部分平缓地层力故会减缓井斜的增加。
（4）光钻铤组合
光钻铤利用适当钻压达到防斜目的的技术。其理论基础是，增加钻压引起钻柱屈曲，保持钻柱涡动。有井斜时，使钻柱产生周期性变化的轴向附加力，无井斜时轴向附加力消失。轴向附加力给钻头与地层的接触增加了一个周期性附加分量，改变了钻头的破岩速率和方向，所以轴向附加力具有防斜和纠斜作用，而不会增斜，这种光钻铤加压防斜技术的一大特点是可以解放钻压。
由于不利于下一步施工，现在已不采用。
3、造斜段钻具组合
Φ215.9mm三牙轮钻头＋Φ165mm(1°或1.25°)单弯螺杆＋定向接头＋Φ158.8mm无磁钻铤×1根+Φ158.8mm钻铤×8根＋Φ127mm钻杆＋133方钻杆
钻井参数：
4、增斜段钻具组合
Φ215.9mm三牙轮钻头＋Φ214mm扶正器＋Φ158.8mm无磁钻铤×1根＋Φ158.8mm钻铤×20根＋Φ127mm钻杆＋133mm方钻杆
钻井参数：
5、微增、稳斜钻具组合
在常规定向井、普通双目标井中常规微增、稳斜钻具组合应用较多。普通定向井定向施工结束后，通常根据井身质量要求, 选择适当的钻具组合来预控井眼轨迹。合适的钻具组合能使钻头按设计的井眼剖面钻进，减少定向次数，提高一次定向成功率，缩短钻井周期，节约钻井成本。
微增钻具：
Φ216mm钻头+Φ214扶正器+Φ158mm无磁钻铤×1+Φ214mm扶正器+Φ158mm钻铤×1+Φ214mm扶正器+Φ158mm钻铤+Φ127mm钻杆
稳斜钻具：
Φ216mm钻头+Φ214mm扶正器+Φ158mm短钻铤+Φ214mm扶正器+Φ158mm钻铤×1+
使用效果
微增钻具的作用是在钻进过程中能使井斜微增或能稳住井斜，而方位不变；稳斜钻具的作用是在钻进过程即能稳住井斜又能稳住方位。
然而在实际使用过程中可能出现以下情况：微增钻具不增井斜，有时甚至降井斜；稳斜钻具稳不住井斜，井斜呈下降趋势。实践证明当井眼井斜发生变化的时候，方位往往会相应的发生变化。当这种变化与设计不符时井眼轨迹就会偏离预定的方向，达不到井身质量的要求，就需要再次定向。
通过分析影响两种钻具组合特性的主要原因是地层因素，当井眼方位与地层方位一致时，钻具呈增斜特性，反之呈降斜特性；其次是扶正器的外径尺寸不足，影响了下部钻具组合
的刚性，钻头受力发生变化，使其不能发挥应有的作用。
根据实际情况，可对这两种钻具作如下修正：
微增钻具：Φ216mm钻头+Φ214mm扶正器+Φ158mm钻铤×1根+Φ158mm钻铤（1~2m）+Φ214mm扶正器+Φ158mm钻铤×1根+Φ214mm扶正器+Φ158mm钻铤+Φ127mm钻杆稳斜钻具：Φ216mm钻头+Φ214mm扶正器+Φ178mm短钻铤（1.5~2m）+Φ214mm扶正器+Φ158mm钻铤×1根+Φ214mm扶正器+Φ158mm钻铤+Φ127mm钻杆
6、复合钻具组合
复合钻井技术是由高效钻头、大功率直螺杆或弯螺杆作为井下工具再加上常规钻具组合钻具以适当转速（68-80rpm），配合井下动力钻具迭加钻进，实现转盘钻进、滑动钻进复合，来提高井眼轨迹质量及钻井速度的一种新的钻井方法。
近两年来的生产实践表明复合钻具具有强大的功能，它具有增斜、稳斜、降斜、扭方位等多种功能。这种钻具的优点是当产生的效果与井身质量要求不相符时可以随时进行纠正作业，不需要进行起下钻作业，同时机械转速是转盘转速与螺杆转速之和，机械钻速明显提高，大大地缩短了钻井周期，节约了钻井成本。
复合钻具结构特点不同，其控制井眼轨迹功能不同。
1、钻头＋单弯螺杆＋钻铤＋钻杆
该复合钻具组合具有增斜作用，增斜大小与螺杆的弯度大小和扶正器大小有关，弯度越大则复合钻具组合增斜较快，螺杆钻具的扶正器外径通常只有212mm或210mm，如果螺杆钻具的扶正器外径达到214mm，增斜将较快。另外，通过多口井的现场经验，该复合钻具组合的增斜率还与钻具复合钻进时井斜大小有关，井斜大于200时的增斜率相对大于井斜小于200时的增斜率。
2、钻头＋单弯螺杆＋欠尺寸扶正器＋钻铤＋钻杆
该钻具组合具有稳斜作用。稳斜效果受到扶正器外径大小、螺杆弯度大小、钻进参数、地层等多方面因素影响。建南使用该钻具组合时螺杆弯度1.250，欠尺寸扶正器直径209㎜，钻进时微增井斜，钻进100m大约增井斜0.5°～1°使用单弯螺杆弯度10，欠尺寸扶正器外径211㎜，钻进时微降井斜。地层越硬、钻压越高能使该钻具组合不易降井斜，
常用井口工具
种类：吊卡、吊钳、液压大钳、卡瓦、方补心、安全卡瓦等
吊卡
按用途分：钻杆吊卡（平台肩、锥形台肩）、套管吊卡、油管吊卡。
按结构分：侧开式吊卡、对开式（牛头吊卡）和闭锁式吊卡（油管吊卡）。
吊卡型号表示方法：
□D□□/□
1.□-----型式代号：C为侧开式D为对开式B表示闭锁式
2.D----产品名称代号表示吊卡
3.□---结构特征代号：Z为锥形台阶，平台肩省略。
4.□---孔径mm(大小孔为下孔×上孔)mm
5.□---最大载荷：KN
注：IU表示内加厚钻杆，EU表示外加厚钻杆，IEU表示内外加厚钻杆。套管吊卡技术规范
使用磁性单点测斜仪进行人工定向时，只能使用磁性高边定向法。然而，当使用电子单点测斜仪、有线随钻测斜仪（或无线）进行定向时，可以使用重力高边定向法和磁性高边定向法两种；其中当井斜角小于或等于10°时，通常采用磁性高边定向法，当井斜角大于10°时，通常采用重力高边定向法。
1、磁性高边定向法
1.1 当目前定向点井斜角小于或等于1°时，或者说，当目前定向点井斜角在1°以内时，可以直接将定向钻具的工具面摆在设计目标方位上，进行直接定向钻进。即定向钻具的工具面角等于设计目标方位角，装置角等于设计目标方位角与目前定向点方位角的差值。1.2 当井斜角大于1°且小于或等于3°时，目标方位角减去目前定向点方位角的差值（绝对值）小于或等于20°时，增井斜扭方位，即装置角等于方位角差值；大于20°且不在140°--220°之间时，全力扭方位，即装置角等于90°或270°；大于140°且小于或等于220°时，可以近似地称为目前井眼方位与目标井眼方位反向，定向时必须全力降井斜，即装置角等于180°，待把井斜降到1°以内，再按照1.1方法进行直接定向。
1.3 当井斜角大于3°且小于或等于5°时，目标方位角减去目前定向点方位角的差值（绝对值）小于或等于20°时，增井斜斜扭方位，即装置角等于方位角差值；大于20°时，全力扭方位，即装置角等于90°或270°；等于180°时，全力降井斜，即装置角等于180°，待把井斜降到3°以内，再按照1.2方法进行定向或扭方位。
1.4 当井斜角大于5°且小于或等于10°时，目标方位角减去目前定向点方位角的差值（绝
对值）小于或等于20°时，增井斜扭方位，即装置角等于方位角差值的2倍；大于20°时，全力扭方位，即装置角等于90°或270°；等于180°时，全力降井斜，即装置角等于180°，待把井斜降到5°以内，再按照1.3方法进行定向或扭方位。
1.5 采用磁性高边定向法时，定向钻具的工具面角等于目前定向点方位角加上（或减去）定向所需的装置角。
2、重力高边定向法
2.1 采用重力高边定向法时，装置角的计算方法与前面相同，工具面的计算方法与前面不同。即定向钻具的工具面直接摆在定向所需的装置角上或等于定向所需的装置角。
2.2 当井斜角大于10°时，目标方位角减去目前定向点方位角的差值（绝对值）等于零时，全力增井斜；不等于零时，全力扭方位，即装置角等于90°或270°；等于180°时，全力降井斜，即装置角等于180°。
3、扭方位定向方法
3.1 扭方位与定向（或造斜）是定向井施工过程中不同阶段定向施工的两种称呼。在直井段施工结束后，使用定向钻具，采用定向措施迫使井眼偏离直井段，开始向设计目标方位偏斜的过程称为（第一次）定向（或造斜）；然而，在斜井段施工中，由于地层、钻头、钻具组合等因素使实际井眼轨迹严重脱离设计井眼轨迹可能最终导致脱靶时，使用定向钻具，采用定向措施迫使井眼回到设计井眼轨迹上来的过程称为（第二次）定向（或造斜），也称为扭方位。
3.2 扭方位施工的定向方法也有磁性高边定向法和重力高边定向法两种，其选择使用范围与前面相同；装置角和工具面角的计算方法也与前面完全相同。唯一不同的是：定向过程都是在增井斜状况下进行的，增井斜扭方位则必须先扭方位再增井斜，如果井斜不大时也可以同时增井斜扭方位；扭方位过程可能在增井斜状况下进行也可能在降井斜状况下进行，在增井斜状况下进行时与定向过程完全一样，在降井斜状况下进行时降井斜扭方位则必须先降井斜再扭方位，如果井斜不大时也可以同时降井斜扭方位。
第四节 钻井常用计算公式 、井架基础的计算公式 （一） 基础面上的压力 nQ O +Q P 基= 4 式中：P 基——基础面上的压力，MPa ； n ----- 动负荷系数（一般取 1.25~1.40）； Q O 天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ； Q B ——井架重量，t ； （二） 土地面上的压力 P 地=卩基+W 式中：P 地——土地面上的压力， MPa; P 基——基础面上的压力， MPa; W ――基础重量，t （常略不计） （三）基础尺寸 1、顶面积F i = 式中：F i 基础顶面积，cm2 ； B 2―― 土地抗压强度，MPa ； P 地——土地面上的压力， MPa 。 3、基础高度 式 中： H ――基础高度，m ; 2 F2、F1分别为基础的底面积和顶面积， cm ； P 基——基础面上的压力， MPa ； B 3 混凝土抗剪切强度（通常为 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式B i ――混凝土抗压强度（通常为 28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积 式中：F 2 F 2= 2 基础底面积，cm ；
配合比为1 ： m ： n=水泥：砂子：卵石。根据经验公式求每 1m 3混凝土所需的各种材料如下: 1 一 □［十 n 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表 1-69。 混凝土 用途 体积 配合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子 每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 3 m 石子 3 m 水泥 kg 石子 3 m 混凝 土 3 m 水泥 kg 砂子 3 m 混凝 土 3 m 砂子 3 m 石子 3 m 混凝 土 3 m 1?坚硬土壤上的井 架 脚，小基墩井架 脚，基墩的上部 分。 1 ：2 : 4 335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2?厚而大的突出基 墩。 1 ：2.5 ： 5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.6 3 3?支承台、浇灌坑 穴 及其他。 1 ：3 ：6 234 0.46 0.93 504 2 2.15 25 3 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4?承受很大负荷和 冲 击力的小基墩。 1 ：1 ： 2 585 0.39 0.78 1500 2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 5?承受负荷不大的 基 墩。 1 ：4 : 8 180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率 式中：G ab ――测量点a 和b 间井段的井斜全角变化率，（° /30m ； 水泥=2340 l+m+n kg g 5）：十△購朋亦
钻井液常用计算 一、水力参数计算：(p196-199) 1、地面管汇压耗： Psur=C×MW×(Q/100)1.86×C1 Psur---地面管汇压耗，Mpa（psi）； C----地面管汇的摩阻系数； MW----井内钻井液密度，g/cm3(ppg); Q----排量，l/s(gal/min); C1----与单位有关的系数，当采用法定法量单位时，C1＝9.818；当采用英制单位时，C1＝1； ①钻具内钻井液的平均流速： V1=C2×Q/2.448×d2 V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)； Q-------排量，l/s(gal/min); d-------钻具内径，mm(in)； C2------与单位有关的系数。当采用法定计量单位时，C2＝3117采用英制单位时，C2＝1。 ②钻具内钻井液的临界流速 V1c=(1.08×PV＋1.08(PV2＋12.34×d2×YP×MW×C3)0.5)/MW×d×C4 V1c -------钻具内钻井液的临界流速，m/s(ft/s)； PV----钻井液的塑性粘度，mPa.s(cps); d------钻具内径，mm(in) MW----钻井液密度，g/cm3(ppg); C3、C4------与单位有关的系数。采用法定计量单位时，C3＝0.006193，C4＝1.078；采用英制单位时，C3＝1、C4＝1。 ③如果≤V1c，则流态为层流，钻具内的循环压耗为 P p=C5×L×YP/225×d＋C6×V1×L×PV/1500×d2 ④如果V1>V1c，则流态为紊流，钻具内的循环压耗为 P p=0.0000765×PV0.18×MW0.82×Q1.82×L＋C7/d4.82 P p---钻具内的循环压耗，Mpa(psi); L----某一相同内径的钻具的长度，m(ft)； V1-------钻具内钻井液的平均流速，m/s(ft/s)； d------钻具内径，mm(in) MW----钻井液密度，g/cm3(ppg); Q-------排量，l/s(gal/min);
常 用 公 式 一、配泥浆粘土用量 二、加重剂用量 W 加=) ()(加重后加重剂原浆加重后泥浆量 加重剂 ρρρρρ V 三、稀释加水量 Q 水=) ()(水稀释后稀释后原浆原浆量 水ρρρρρ V 四、泥浆上返速度 V 返=) d (7.122 2钻具井径 D Q 五、卡点深度 (1) L=9.8ke/P (㎝、KN) (2)L=ｅEF/105P=Ke/P (㎝，t ，K=21F=EF/105 ，E=2.1×106 ㎏/㎝2) 5” 壁厚9.19 K=715 3 1/2壁厚9.35 K=491 ) ()(水土水泥浆泥浆量 土土ρρρρρ V W
六、钻铤用量计算 L t. =m.q.k p 式中p ---钻压，公斤, q --钻铤在空气中重,量公斤／米， K ---泥浆浮力系数， L t ---钻铤用量, 米, m---钻铤附加系数（１．２至１．３） 七、 泵功率 N=7.5 Q p （马力） 式中p －实际工作泵压（k g /cm 2）, Q –排量（l /s ） 八、钻头压力降 p 咀=4 e 22 d c Q .827.0ρ （kg /cm 2） 式中ρ－泥浆密度（g /cm 3）, Q –排量（l /s ）, C ---流量系数（取０．９５－０．９８５） d e ---喷咀当量直径（cm ），d e ＝2 3 2221 d d d 九、喷咀水功率 N 咀=7.5 Q p 咀＝4 e 23 d c Q .11.0 十、喷射速度过 v 射=2 e d Q 12.74c 十一、冲击力 F 冲 =2 e 2 d Q .12.74ρ 十二、环空返速V= 2 2 d D Q 12.74- 式中ρ－泥浆密度（g /cm 3）, Q –排量（l /s ）, C ---流量系数（取０．９５－０．９８５） d e ---喷咀当量直径（cm ），d e ＝ 2 3 2221 d d d ++ 十三、全角变化率—“井眼曲率”公式 COS ⊿E=COSa 1 COSa 2+Sina 1 Sina 2COSB 或⊿E=（a 12+ a 22-2 a 1 a 2 COSB ）1/2
钻井常用公式 钻井常用公式 （一）机泵条件——泵的最大允许输出功率N允泵=N额×η机×η容 N允泵——泵的最大允许输出功率（马力） N额——泵的额定功率（马力） η机——机械效率（80%-85%） η容——容积效率（80%） （二）泵的实用功率 N实= N实——泵的实用功率（马力） P总——总泵压（kg/cm2） Q——排量（升/秒） （三）压力分配关系 P总=P循+P嘴（kg/cm2） P循——循环系统压力损耗（kg/cm2） P嘴——喷嘴压降（kg/cm2） （四）喷嘴压力降 P嘴=0.82ρQ2 C2de4(kg/cm2) ρ——泥浆密度（g/cm3） C——流量系数（0.95-0.985） de——喷嘴当量直径（cm） Q——排量（L/S） （五）循环系统压力损耗 P循环=KρQ2(kg/cm2) K=压力损失系数 ρ——泥浆密度（g/cm3） （六）喷嘴水功率 N嘴=0.11ρQ3 C2de4（马力） （七）喷射速度 V嘴=12.74CQ de2(m/s) （八）射流冲击力 F冲=nρf0V2嘴（N） n——喷嘴数目 ρ——泥浆密度（g/cm3） f0——每个喷嘴的横截面积(cm2) V2嘴——嘴射速度（m/s） （九）返回速度 V返=12.74Q D2井-D2杆(m/s)
V返——返回速度（m/s） Q——排量（L/S） D井——井径（cm） D杆——钻杆外径（cm） 二、各种地层压力 （一）孔隙压力 Pp=Wf*Dv*0.1(kg/cm2) Wf——地层水平均密度(kg/m3) Dv——该点到水平面的垂直高度(m) （二）静液柱压力 Ph=0.1ρH （三）上覆岩层压力 Po=0.1H[(1-K)rm+Kρ]（kg/cm2） H ——垂直深度（m） K——岩石孔隙度（%） rm——岩石基质的比重(g/cm3) ρ——岩石孔隙度中流体的比重（g/cm3) 三、压井基本数据 （一）关井立管压力：Pd Pd+Pmd=Pp=Pa+Pma Pd——关井立管压力 Pmd——钻杆内泥浆柱压力 Pp——地层压力 Pa——关井套压 Pma——环空内受侵泥浆柱压力 Pp=Pd+0.1ρH H——井深(m) （二）压井所需泥浆的新比重 ρm l=10(Pp+Pc) H (g/cm3) Pp——地层流体压力(g/cm2) Pe——附加压力 （三）压井循环时立管总压力Pt Pt=Pd+Pc+Pe Pd——关井立管压力 Pc——小排量循环时泵压 Pe——附加压力 （四）求初始循环压力Pti Pti=Pd+Pci+Pe Pci——不同排量时立管循环压力 （五）终了循环压力Pcf
钻头水利参数计算公式： 1、 钻头压降：d c Q P e b 42 2 827ρ= （MPa ） 2、 冲击力：V F Q j 02.1ρ= (N) 3、 喷射速度：d V e Q 201273= (m/s) 4、 钻头水功率：d c Q N e b 42 3 05.809ρ= （KW ） 5、 比水功率：D N N b 21273井 比 ＝ (W/mm 2) 6、 上返速度：D D V Q 2 2 1273杆 井 返＝ - （m/s ） 式中：ρ－钻井液密度 g/cm 3 Q －排量 l/s c －流量系数，无因次，取0.95～0.98 d e －喷嘴当量直径 mm d d d d e 2 n 2 22 1+?++= d n ：每个喷嘴直径 mm D 井、D 杆 －井眼直径、钻杆直径 mm 全角变化率计算公式： ()()?? ? ???+?+ ?= -?-?225sin 2 2 2 b a b a b a L K ab ab ?? 式中：a ? b ? －A 、B 两点井斜角；a ? b ? －A 、B 两点方位角
套管强度校核： 抗拉：安全系数 m ＝1.80（油层）；1.60～1.80（技套） 抗拉安全系数＝套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥1.80 抗挤：安全系数：1.125 10 ν泥挤 H P = 查套管抗挤强度P c ' P c '/P 挤 ≥1.125 按双轴应力校核： H n P cc ρ10= 式中：P cc －拉力为T b 时的抗拉强度（kg/cm 2） ρ －钻井液密度（g/cm 3） H －计算点深度（m ） 其中：?? ? ? ?--= T T K P P b b c cc K 2 2 3 T b ：套管轴向拉力（即悬挂套管重量） kg P c ：无轴向拉力时套管抗挤强度 kg/cm 2 K ：计算系数 kg σs A K 2= A ：套管截面积 mm 2 σs ：套管平均屈服极限 kg/mm 2 不同套管σs 如下： J 55：45.7 N 80:63.5 P 110:87.9
1．某井用Φ127mm 钻杆(372.4 N/m )2200m ，Φ184.20mm 钻铤 (1737N/m )60m 、Φ158.8mm 钻铤(1328N/m )100m 及Φ216mm 钻头，钻井液密度1.2 g/cm 3 。钻进时加钻压180kN ，套管钢材密度为7.8g/cm 3，求中性点位置。（10分） [解]：① =-=s m f K ρρ10.846 ② =11c c f L q K 88.17千牛<180千牛， 故中性点落在Φ158.8mm 的钻铤上 ③设中性点高度（距井底距离）为N L 米 21 11c f c c f c N q K L q K P L L -+==60+81.736=141.736米 2．某井采用喷射钻井技术进行钻进，钻进到某一井深时的泵压为18MPa ，所用排量为30 l/s ，钻井液密度为1.3g/cm 3。此时循环系统的循环压耗系数K l =0.0223MPa(l/s)1.8。已知钻头上使用3个等直径喷嘴，喷嘴的流量系数为0.96。试判断：此时钻头上喷嘴直径是多大?（14分） [解]： ①8.1Q K P l l ?==10.19MPa ②由l b S P P P += 得：81.7=-=l s b P P P MPa ③由422022 081.005.0e b Cd Q A C Q P ρρ== 得：4229081.0b P C Q d ρ==1.1cm = 11mm 3．某井使用密度为1.3g/cm 3的钻井液钻至3800m 时发生井涌，关井后求得关井 立管压力为4MPa ，关井套管压力为5.5MPa 。 （1）求压井用的钻井液密度； （2）已知上一层套管下深2500m ，该处地层破裂压力的当量密度为 1.98g/cm 3，假设侵入井眼的地层流体还没有上窜到套管环空内，求允许的最大关 井套压。（12分） 解：（1）压井所需要的钻井液密度： 407.13800 00981.043.100981.01=?+=+=D p sp d d ρρg/cm 3 （2）允许的关井套压max i p t f t d i D D p ρρ00981.000981.0max ≤+
钻井液有关计算公式 一、加重：W= Y（Y-Y）/Y）-谡 W :需要加重1方泥浆的数量（吨） Y：加重料密度 Y:泥浆加重前密度 Y：泥浆加重后密度 二、降比重：V= （丫原-丫稀）丫水/ 丫稀-丫水 V：水量（方） 丫原：泥浆原比重 丫稀：稀释后比重 丫水：水的比重 三、配1方泥浆所需土量：W= 丫土（丫泥-丫水）/丫土-丫水 丫水：水的比重 丫泥：泥浆的比重 丫土：土的比重 四、配1方泥浆所需水量：V=1-W 土/丫土 丫土：土的比重 W 土：土的用量 五、井眼容积：V=1/4 U D2H D ：井眼直径（m） H ：井深（m） 六、环空上返速度：V 返= 1 2.7Q/D 2-d2 Q: 排量（l/S ） D: 井眼直径（cm） d: 钻具直径（cm） 七、循环周时间：T=V/60Q=T井内+T地面 T: 循环一周时间（分钟） V: 泥浆循环体积（升） Q: 排量（升/秒）
八、岩屑产出量：W= T D2* Z/4
W:产出量（立方米/小时） Z:钻时（机械钻速）（米 /小时） D:井眼直径（米） 九、粒度范围 粗 中粗 中细 细 超细 胶体 粘土级颗粒 砂粒级颗粒 粒度》2000卩 粒度2000- 250卩 粒度250-74卩 粒度74-44卩 粒度44- 2 粒度W 2 1 粒度w 2 1 粒度》74 1 十、API 筛网规格： 目数 20 30 40 50 60 80 100 120 十一、除砂器有关数据 除砂器：尺寸（6-12 〃） 处理量（ 除砂器：尺寸（2-5 〃） 处理量（ 28-115立方米/小时） 范围（除74 1以上） 6-17立方米/小时） 范围（除44 1以上） O I ” O n -=1.195 *（‘600 - -00） T c =1.512*（ ... 6可00 -「600 ） 2 孔径 （1 ） 838 541 381 279 234 178 140 十二、极限剪切粘度 十三、卡森动切力：
钻井计算公式（精典） 1.卡点深度： L=eEF/105P=K×e/P 式中：L-----卡点深度米 e------钻杆连续提升时平均伸长厘米 E------钢材弹性系数=2.1×106公斤/厘米2 F------管体截面积。厘米2 P------钻杆连续提升时平均拉力吨 K------计算系数 K=EF/105=21F 钻具被卡长度l: l=H-L 式中H-----转盘面以下的钻具总长米 注：K值系数5＂=715（9.19） 例：某井在井深2000米时发生卡钻，井内使用钻具为壁厚11毫米的59/16＂钻杆，上提平均拉力16吨，钻柱平均伸长32厘米，求卡点深度和被卡钻具长度。 解：L=Ke/P 由表查出壁厚11毫米的59/16＂钻杆的K=957 则：L=957×32/16=1914米 钻具被卡长度： L=H-L=2000-1914=86米 2、井内泥浆量的计算 V=D2H/2或V=0.785D2H 3、总泥浆量计算 Q=q井+q管+q池+q备 4、加重剂用量计算： W加=r加V原(r重-r原)/r加-r重 式中：W加----所需加重剂的重量，吨 r原----加重前的泥浆比重， r重----加重后的泥浆比重 r加---加重料的比重 V原---加重前的泥浆体积米3 例：欲将比重为1.25的泥浆200米3，用比重为4.0的重晶石粉加重至1.40，需重晶石若干？解：根据公式将数据代入： 4×200（1.40-1.25）/4.0-1.40=46吨 5.降低泥浆比重时加水量的计算 q=V原(r原-r稀)/r稀-r水 式中：q----所需水量米3 V原---原泥浆体积米3 r稀---稀释后泥浆比重 r水----水的比重（淡水为1）
计算公式 1、钻井液配制与加重的计算 （1）配制低密度钻井液所需粘土量 水 土水 泥土泥土 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W 式中： 土W ---所需粘土重量，吨（t ）； 土ρ -- 粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 水ρ -- 水的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥ρ -- 欲配制的钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥 V 欲配制的钻井液的体积，米3（m3） (2)配制低密度钻井液所需水量 土 土泥水ρ-=W V V 式中： 水V ---所需水量，米3（m3）； 土ρ -- 所用粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 土 W -- 所用粘土的重量，吨（t ） 泥V -- 欲配制的钻井液的体积，米3（m3） （3）配制加重钻井液的计算 ①对现有体积的钻井液加重所需加重剂的重量 重 加原 重加原加 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W
式中： 加W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 原 V -- 原有钻井液的体积，米3（m3） ②配制预定体积的加重钻井液所需加重剂的重量 原 加原 重加重加 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W 式中： 加W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 重 V -- 加重后钻井液的体积，米3（m3） ③用重晶石加重钻井液时体积增加 2 1 224100(v ρ-ρ-ρ=.） 式中： v ---每100m3原有钻井液加重后体积增加量，米3（m3）； 1ρ -- 加重前钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 2 ρ -- 加重后钻井液达到的密度，克/厘米3（g/cm3）
钻井计算公式(精典) 1、卡点深度: L=eEF/105P=K×e/P 式中:L-----卡点深度米 e------钻杆连续提升时平均伸长厘米 E------钢材弹性系数=2、1×106公斤/厘米2 F------管体截面积。厘米2 P------钻杆连续提升时平均拉力吨 K------计算系数 K=EF/105=21F 钻具被卡长度l: l=H-L 式中H-----转盘面以下的钻具总长米 注:K值系数5＂=715(9、19) 例:某井在井深2000米时发生卡钻,井内使用钻具为壁厚11毫米的59/16＂钻杆,上提平均拉力16吨,钻柱平均伸长32厘米,求卡点深度与被卡钻具长度。 解:L=Ke/P 由表查出壁厚11毫米的59/16＂钻杆的K=957 则:L=957×32/16=1914米 钻具被卡长度: L=H-L=2000-1914=86米 2、井内泥浆量的计算 V=D2H/2或V=0、785D2H 3、总泥浆量计算 Q=q井+q管+q池+q备 4、加重剂用量计算: W加=r加V原(r重-r原)/r加-r重 式中:W加----所需加重剂的重量, 吨 r原----加重前的泥浆比重, r重----加重后的泥浆比重 r加---加重料的比重 V原---加重前的泥浆体积米3 例:欲将比重为1、25的泥浆200米3,用比重为4、0的重晶石粉加重至1、40,需重晶石若干？解:根据公式将数据代入: 4×200(1、40-1、25)/4、0-1、40=46吨 5、降低泥浆比重时加水量的计算 q=V原(r原-r稀)/r稀-r水 式中:q----所需水量米3 V原---原泥浆体积米3 r稀---稀释后泥浆比重 r水----水的比重(淡水为1) r原---原泥浆比重
第四节钻井常用计算公式、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 nQ O+Q P基= 4 式中：P基——基础面上的压力，MPa ； n ----- 动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ； Q B――井架重量，t ； （二）土地面上的压力 P地=卩基+W 式中：P地——土地面上的压力，MPa; P基-—基础面上的压力，MPa; W — -一基础重量，t （常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积 P基F1= B1 式中：F1 -基础顶面积，cm2 ； B1 — —混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa） 2、底面积 P地2B2 式中：F2 -基础底面积，cm2； B2 — -一土地抗压强度，MPa ； P 地,――土地面上的压 力， MPa。 3、基础高度 匹—FJXP城 I 1 ■—III x/l; s x 式中：H ——基础高度，m; F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm2； P基——基础面上的压力，MPa ； B3——混凝土抗剪切强度（通常为 3.51kg/cm 2=0.351MPa）。 （二）混凝土体积配合比用料计算
1、计算公式
配合比为1 : m : n=水泥：砂子：卵石。根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下: ].55门录 m + n m u 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 混凝土用途 体积配 合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 3 m 石子 3 m 水泥 kg 石子 3 m 混凝 土 m3 水泥 kg 砂子 3 m 混凝 土 m3 砂子 3 m 石子 3 m 混凝 土 m3 1?坚硬土壤上的井架 脚，小基墩井架脚， 基墩的上部分。 1 : 2 : 4 335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2?厚而大的突出基 墩。 1 : 2.5 : 5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3?支承台、浇灌坑穴 及其他。 1 : 3 : 6 234 0.46 0.93 504 2 2.15 25 3 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4?承受很大负荷和冲 击力的小基墩。 1 : 1 : 2 585 0.39 0.78 1500 2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 5?承受负荷不大的基 墩。 1 : 4 : 8 180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率 式中：G ab――测量点a和b间井段的井斜全角变化率，（° /30m； 2340 1 + m +11 kg*
第四节 钻井常用计算公式 一、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 P 基= 式中：P 基——基础面上的压力，MPa ； n ——动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O ——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t ； Q B ——井架重量，t ； （二）土地面上的压力 P 地=P 基+W 式中：P 地——土地面上的压力，MPa; P 基——基础面上的压力，MPa; W ——基础重量，t （常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积F 1= 式中：F 1——基础顶面积，cm2； B 1——混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F 2= 式中：F 2——基础底面积，cm 2 ； B 2——土地抗压强度，MPa ； P 地——土地面上的压力，MPa 。 3、基础高度 式中：H ——基础高度，m ； F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm 2 ； P 基——基础面上的压力，MPa ； B 3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm 2=0.351MPa ）。 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式 nQ O +Q B 4 P B P B
配合比为1∶m ∶n=水泥∶砂子∶卵石。根据经验公式求每1m 3 混凝土所需的各种材料如下： 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 表1-69 混凝土常用体积配合比及用料量 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率
式中：G ab——测量点a和b间井段的井斜全角变化率，（°）/30m； △L ab——测量点a和b间的井段长度，m； αa——测量点a点处的井斜角，°； αb——测量点b点处的井斜角，°； △Φab——测量点a和b之间的方位差，△Φab=Φb-Φa，°。 2、井底水平位移 式中：S Z——井底水平位移，m； N O——井口N座标值，m； N n——实际井底N座标值，m； E O——井口E座标值，m； E n——实际井底E座标值，m。 3、最大井斜角 根据井深井斜测量数据获取或井斜测井资料获得。 4、平均井径扩大系数 式中：C p——平均井径扩大系数，无因次量 D实——实际平均井径，mm； D b——钻头名义直径，mm。 5、最大井径扩大系数 式中：C max——最大井径扩大系数，无因次量； D max——实际最大井径，mm； D b——钻头名义直径，mm。 （二）定向井井身质量计算 1、井斜全角变化率计算公式同（一） 2、定向井井底水平偏差距 式中：S s——定向井井底水平偏差距，m； N d——设计井底座标，m；
钻井液有关计算公式 一、加重：W=γ0（γ2-γ1）/γ0-γ2 W：需要加重1方泥浆的数量（吨） γ0：加重料密度 γ1：泥浆加重前密度 γ2：泥浆加重后密度 二、降比重：V=（γ原-γ稀）γ水/γ稀-γ水 V：水量（方） γ原：泥浆原比重 γ稀：稀释后比重 γ水：水的比重 三、配1方泥浆所需土量：W=γ土（γ泥-γ水）/γ土-γ水 γ水：水的比重 γ泥：泥浆的比重 γ土：土的比重 四、配1方泥浆所需水量：V=1-W土/γ土 γ土：土的比重 W土：土的用量 五、井眼容积：V=1/4πD2H D：井眼直径（m） H：井深（m） 六、环空上返速度：V返=12.7Q/D2-d2 Q: 排量（l/S） D: 井眼直径（cm） d: 钻具直径（cm） 七、循环周时间：T=V/60Q=T井内+T地面 T: 循环一周时间（分钟） V: 泥浆循环体积（升） Q: 排量（升/秒） 八、岩屑产出量：W=πD2*Z/4
W: 产出量（立方米/小时） Z: 钻时（机械钻速）（米/小时） D: 井眼直径（米） 九、粒度范围 粗 粒度≥2000μ 中粗 粒度2000-250μ 中细 粒度250-74μ 细 粒度74-44μ 超细 粒度44-2μ 胶体 粒度≤2μ 粘土级颗粒 粒度≤2μ 砂粒级颗粒 粒度≥74μ 十、API 筛网规格： 目数 孔径（μ） 20 838 30 541 40 381 50 279 60 234 80 178 100 140 120 117 十一、除砂器有关数据 除砂器：尺寸（6-12″） 处理量（28-115立方米/小时） 范围（除74μ以上） 除砂器：尺寸（2-5″） 处理量（6-17立方米/小时） 范围（除44μ以上） 十二、极限剪切粘度：η∞=1.1952*(600θ-100θ)2 十三、卡森动切力： τc =1.512*(1006θ-600θ)2 十四、流变参数
第四节 钻井常用计算公式 一、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 P 基= 式中： P 基——基础面上的压力，MPa ； n ——动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O ——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重 量，t ； Q B ——井架重量，t ； （二）土地面上的压力 P 地=P 基+W 式中：P 地——土地面上的压力，MPa; P 基——基础面上的压力，MPa; W ——基础重量，t （常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积F 1= 式中：F 1——基础顶面积，cm2； B 1——混凝土抗压强度（通常为 28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F 2= 式中：F 2——基础底面积，cm 2； B 2——土地抗压强度，MPa ； P 地——土地面上的压力，MPa 。 3、基础高度 式中：H ——基础高度，m ； F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm 2； P 基——基础面上的压力，MPa ； nQ O +Q B 4 P B P B
B3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm2=0.351MPa）。 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式 配合比为1∶m∶n=水泥∶砂子∶卵石。根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下： 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 混凝土 用途 体积 配合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 m3 石子 m3 水泥 kg 石子 m3 混凝 土 m3 水泥 kg 砂子 m3 混凝 土 m3 砂子 m3 石子 m3 混凝 土 m3 1.坚硬土壤上的井 架脚，小基墩井架 脚，基墩的上部 分。 1∶2∶4 335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2.厚而大的突出基 墩。 1∶2.5∶5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3.支承台、浇灌坑 穴及其他。 1∶3∶6 234 0.46 0.93 504 2 2.15 253 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4.承受很大负荷和 冲击力的小基墩。 1∶1∶2 585 0.39 0.78 1500 2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 5.承受负荷不大的 基墩。 1∶4∶8 180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率
第四节钻井常用计算公式一、井架基础的计算公式 （一）基础面上的压力 P基= 式中：P基——基础面上的压力，MPa； n——动负荷系数（一般取1.25~1.40）； Q O——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t； Q B——井架重量，t； （二）土地面上的压力 P地=P基+W 式中：P地——土地面上的压力，MPa; P基——基础面上的压力，MPa; W——基础重量，t（常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积F1= 式中：F1——基础顶面积，cm2； B1——混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F2= 式中：F2——基础底面积，cm2； B2——土地抗压强度，MPa； P地——土地面上的压力，MPa。 3、基础高度 式中：H——基础高度，m； F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm2； P基——基础面上的压力，MPa； B3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm2=0.351MPa）。（二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式 nQ O +Q B 4 P 基 B 1 P 地 B 2
配合比为1∶m∶n=水泥∶砂子∶卵石。根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下： 2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。 表1-69 混凝土常用体积配合比及用料量 混凝土 用途 体积 配合比 每立方米混凝 土 每立方米砂子每立方米石子 每1000公斤水 尼 水泥 kg 砂子 m3 石子 m3 水泥 kg 石子 m3 混凝 土 m3 水泥 kg 砂子 m3 混凝 土 m3 砂子 m3 石子 m3 混凝 土 m3 1.坚硬土壤上的 井架脚，小基墩井 架脚，基墩的上部 分。 1∶2∶4335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2.厚而大的突出 基墩。 1∶2.5∶5 276 0.46 0.91 608 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 3.支承台、浇灌坑 穴及其他。 1∶3∶6234 0.46 0.93 504 2 2.15 253 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4.承受很大负荷 和冲击力的小基 墩。 1∶1∶2585 0.39 0.78 1500 2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 5.承受负荷不大 的基墩。 1∶4∶8180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率
计算题类型 1、某井已知垂直井深为2000m ，钻井液密度为1.30g/cm 3 ,求钻井液的静液压力？ MPa ：MPa gh ：m 48.2548.25200000981.030.1钻井液的静液压力为答解=??==P ρ 2、某井已知垂直井深3000 m ，井内钻井液密度是1.2 g/cm3，求钻井液产生的静液压力是多少？ MPa 288.35:MPa 288.35300000981.02.1:是钻井液产生的静液压力答解=??==P gh m ρ 3、已知井内钻井液密度是1.24 g/cm3，求压力梯度是多少? KPa KPa g G m 164.12:164.1281.924.1:压力梯度是答解=?==ρ 4、某井已知垂直井深2000m ，该处的地层压力为，求平衡该地层所需的钻井液密度？ 3m cm /35g .12000/26460102.0102P/H .0=?==ρ解： 答：平衡该地层所需的钻井液密度为1.35g/cm 3 。 5、某井已知井深2760m ，井内充满钻井液密度为1.20g/cm3，关井立管压力是2400Kpa ，求井底的地层压力是多少？ 891Mpa .3434891Kpa 32941240027602.19.812400F F F F m d p b ==+=??+=+==）（解：答：井底的地层压力是。 6、已知钻井液密度1.44g/cm3,垂直井深为2438m ，环形空间压力损失为，求2438m 处的当量钻井液密度。 3 31.48g/cm 0.04321.44 cm /0432g .081.9/2438/034.1=+===当量钻井液密度解：钻井液密度增量 答：2438m 处的当量钻井液密度是1.48g/cm 3 。 7、某井在正常循环时，已知钻井液密度1.2g/cm3垂直井深3000m ，环形空间压力损失，求：正常循环时的井底压力？ 36.58 1.335.2828Mpa .353000 2.18.98.9=+=+==??=??=环空压力损失钻井液静液压力正常循环时的井底压力垂直井深钻井液密度解：钻井液压力 答：正常循环时的井底压力是。 8、某井已知垂直井深3200m ，气层压力为50MPa ，请确定钻开气层所需的钻井液密度？ ()3 e p p 3 p p cm /74g .1~66.115.0~07.059.159g/cm .13200/50000102.0H /102P .0=+=+==?==ρρρρ解： 答：钻开气层所需的钻井液密度为~1.74g/cm 3 。 9、某井技术套管下至井深2500m （垂深），套管鞋处地层的破裂压力梯度为18KPa/m ，井内钻井液密度为1.25g/cm3。试求为了不压漏地层所允许的最大关井套压为多少？
钻头水利参数计算公式: 1、 钻头压降:d c Q P e b 42 2 827ρ= (MPa) 2、 冲击力:V F Q j 02.1ρ= (N) 3、 喷射速度:d V e Q 201273= (m/s) 4、 钻头水功率:d c Q N e b 42 3 05.809ρ= (KW) 5、 比水功率:D N N b 21273井 比 ＝ (W/mm 2) 6、 上返速度:D D V Q 2 2 1273杆 井 返＝ - (m/s) 式中:ρ－钻井液密度 g/cm 3 Q －排量 l/s c －流量系数,无因次,取0、95～0、98 d e －喷嘴当量直径 mm d d d d e 2 n 2221+?++= d n :每个喷嘴直径 mm D 井、D 杆 －井眼直径、钻杆直径 mm 全角变化率计算公式: ()()?? ? ???+?+?= -?-?225sin 2 2 2 b a b a b a L K ab ab ?? 式中:a ? b ? －A 、B 两点井斜角;a ? b ? －A 、B 两点方位角 套管强度校核: 抗拉:安全系数 m ＝1、80(油层);1、60～1、80(技套) 抗拉安全系数＝套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥1、80
抗挤:安全系数:1、125 10 ν泥挤H P = 查套管抗挤强度P c ' P c ' /P 挤 ≥1、125 按双轴应力校核: H n P cc ρ10= 式中:P cc －拉力为T b 时的抗拉强度(kg/cm 2) ρ －钻井液密度(g/cm 3) H －计算点深度(m) 其中:?? ? ? ?--= T T K P P b b c cc K 2 2 3 T b :套管轴向拉力(即悬挂套管重量) kg P c :无轴向拉力时套管抗挤强度 kg/cm 2 K:计算系数 kg σs A K 2= A:套管截面积 mm 2 σs :套管平均屈服极限 kg/mm 2 不同套管σs 如下: J 55:45、7 N 80:63、5 P 110:87、9 地层压力监测: ?? ? ????? ??=D W NT R R d m n c 0671 .0lg 282.3lg (d c 指数) 10 0417.04895.810 5 ? ? ? ??+?-=H cn d d R d R c m cn p = (压力系数) 式中:T –钻时 min/m N –钻盘转数 r/min
钻井液常规性能测定 一.密度的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将钻井液加热到所需温度。 3、在密度计的杯中注满钻井液，盖上杯盖慢慢拧动压紧。 4、用手指压住杯盖小孔，用清水冲洗并擦干样品杯。 5、把密度计的刀口放在底座的刀垫上，移动游码直到平衡，记录读值。 6、将密度计冼净擦干备用。 二.测定马氏漏斗粘度 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将漏斗悬挂在墙上，且保证垂直；量杯置于漏斗流出管下面。 3、用手指堵住漏斗流出管下口，将搅拌均匀的泥浆倒入漏斗至筛网底；放开手指，同时启动秒表，待泥浆流满量杯达到它的边缘时，按停秒表。秒表所示时间即为泥浆粘度，单位为s。 4、使用完毕，将仪器洗净擦干。 三.流变的测定（ZNN-D6六速旋转粘度计） 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、使用前检查读数指针是否对准刻度盘“0”位，落下托盘，装配好内、外筒。 3、将搅拌均匀的泥浆倒入样品杯至刻度线、将样品杯置于托盘上，上升托盘使液面至外筒刻度线，拧紧托盘手轮。 4、调整变速手把和转速开关，迅速从高到低进行测量，待刻度盘稳定后，分别读取各转速下刻度盘的偏转格数。 5、测量完毕，落下托盘，卸下外筒，将内、外筒及样品杯洗净擦干。 四.钻井液失水的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、用手指堵住泥浆杯底部小孔，将搅拌均匀的泥浆倒入杯内至刻度线处，按顺序放入“O”型密封圈、滤纸、杯盖和杯盖卡，将杯盖卡旋转90°并拧紧旋转手柄。 3、将组装好的泥浆杯组件倒置嵌入气源接头并旋转90°；将量筒置于失水仪下方并对准滤液流出孔。 4、调节气源压力至，打开气源手柄并同时启动秒表，收集滤液于量筒之中。 5、当秒表指示为30min时，将悬于滤液流出孔的液滴收集于量筒之中并移开量筒，此量筒中液体体积即为滤失量。
钻头水利参数计算公式： 1、 钻头压降： c d e (MPa) 2、 冲击力：p=i.02pQy （） (N) 3、 喷射速度：匕产凹里 （le (m/s) 4、 钻头水功率：M - 8°饗5 [° cd e (KW) 5、 比水功率：N ='m 弘 (W/mm 2 ) 6、 上返速唐.V — 1273。 (m/s) 式中: P 一钻井液密度g/cm 3 Q —排量i/s c 一流量系数，无因次，取0.95?0.98 de 一喷嘴当量直径mm 〃广心+ 〃； + ??? + / d n ：每个喷嘴直径 D 杆一井眼直径、钻杆直径mm 全角变化率计算公式: 式中：da db —A 、B 两点井斜角；（pci （pb —A. B 两点方位角 mm (da + db} < 2 >
套管强度校核： 抗拉：安全系数m=1.80 （油层）；1.60~1.80 （技套） 抗拉安全系数=套管最小抗拉强度/下部套管重量21.80 抗挤：安全系数：1.125 只汀警查套管抗挤强度p；只/”。1.125 按双轴应力校核： pH 式中：P“一拉力为几时的抗拉强度（kg/cm2） P一钻井液密度（g/cn?） H 一计算点深度（m） 其中："软k-3冗-几） T b：套管轴向拉力（即悬挂套管重量）kg Pc：无轴向拉力时套管抗挤强度kg/cm2 K:计算系数kg K = 2A（j A：套管截而积mn? 套管平均屈服极限kg/mm2 不同套管6如下： J55： 45.7 N8O：63?5Pno：87.9
井控有关计算： 最大允许关井套压经验公式： 表层套管[Pa]=11.5%X 表层套管下深（m ） /IO MPa 技术套管[Pa]=18.5%X 技术套管下深（m ） /IO MPa 地层破裂压力梯度：G 厂巴也 KPa/m H 最大允许关井套压：p n =\^^--0.00981 Mpa \ z 最大允许钻井液密度：p =纟一0.06 （表层） 厂 max 9.81 p 二傑一 0.12 （技套） 尸max 9.81 套管在垂直作用下的伸长量：al= 7 -85 ^A ，L 2X 1Q -7 式中：Q —钻井液密度g/cm 3 AL 一自重下的伸长m / tn L 一套管原有长度m 套管压缩距："=蔬仏几-厶几） 式中：AL 一下缩距m 厶j 一自由段套管长度m 厶:一水泥封固段套管长度m J 一套管总长m P 科一钢的密度 7.85g/cm' p —钻井液密度g/cm 3 E —钢的弹性系数（2.1X106kg/cn?）