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《各種鉆具組合設計方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、一、直井下部鉆具組合設計方法(一)鉆鋌尺寸及重量的確定1.鉆鋌尺寸的確定(1)為保證套管能順利下入井內(nèi)，鉆柱中最下段（一般不應少于一立柱）鉆鋌應有足夠大的外徑，推薦按表1選配。表1：與鉆頭直徑對應的推薦鉆鋌外徑鉆頭直徑鉆鋌外徑142.9～152.4104.7～120.6158.8～171.4120.6，127.0190.5～200.0127.0～158.8212.7～222.2158.8～171.4241.3～250.8177.8～203.2269.9177.8～228.6311.2228.6～254.0374.6228.6～254.0444.5228.6～279
2、.4508.0～660.4254.0～279.4(2)鉆鋌柱中最大鉆鋌外徑應保證在打撈作業(yè)中能夠套銑。(3)在大于190.5mm的井眼中,應采用復合(塔式)鉆鋌結(jié)構(gòu)(包括加重鉆桿)，相鄰兩段鉆鋌的外徑差一般不應大于25.4mm。最上一段鉆鋌的外徑不應小于所連接的鉆桿接頭外徑。每段長度不應少于一立柱。(4)鉆具組合的剛度應大于所下套管的剛度。2.鉆鋌重量的確定：根據(jù)設計的最大鉆壓計算確定所需鉆鋌的總重量,然后確定各種尺寸鉆鋌的長度,以確保中性點始終處于鉆鋌柱上，所需鉆鋌的總重量可按式(1)計算：Wc=PmaxKs/Kf………………………………………(1)其中：Kf=
3、1-ρm/ρs式中：Wc——所需鉆鋌的總重力，kN；Pmax——設計的最大鉆壓，kN；Ks——安全系數(shù)，一般條件下取1.25，當鉆鋌柱中加鉆具減振器時，取1.15；Kf——鉆井液浮力減輕系數(shù)；ρm——鉆井液密度，g/cm3；ρs——鉆鋌鋼材密度，g/cm3。(二)鐘擺鉆具組合設計1.無穩(wěn)定器鐘擺鉆具組合設計：為了獲得較大的鐘擺降斜力,最下端1～2柱鉆鋌應盡可能采用大尺寸厚壁鉆鋌。2.單穩(wěn)定器鐘擺鉆具組合設計(1)穩(wěn)定器安放高度的設計原則：a.在保證穩(wěn)定器以下鉆鋌在縱橫載荷作用下產(chǎn)生彎曲變形的最大撓度處不與井壁接觸的前提下,盡可能高地安放穩(wěn)定器。b.在使用牙輪鉆頭、
4、鉆鋌尺寸小，井斜角大時，應低于理論高度安放穩(wěn)定器。(2)當穩(wěn)定器以下采用同尺寸鉆鋌時,可用式(2)計算穩(wěn)定器的理論安放高度：Ls={[-b+（b2-4ac）1/2]/2a}1/2……………………（2）其中：b=184.6P(0.667+0.333e/r)2(r-0.42e-0.08e2/r)α=π2qsinαc=-184.6π2EI(r-0.42e-0.08e2/r)式中：Ls——穩(wěn)定器的理論安放高度，m；p——鉆壓，kN；e——穩(wěn)定器與井眼間的間隙值，即穩(wěn)定器外徑與鉆頭直徑差值之半，m；r——鉆鋌與井眼間的間隙值，即井眼直徑與鉆鋌外徑的差值之半，m；q——單位長
5、度鉆鋌在鉆井液中的重力，kN/m；α——井斜角，（°）；EI——鉆鋌的抗彎剛度，kN·m2。(3)穩(wěn)定器的實際安放高度一般在計算的理論高度的90%以內(nèi)。a.根據(jù)實際鉆鋌單根長度確定的長鐘擺鉆具組合,應用式(3)、（4）分別計算使用這種組合在鉆壓一定時的允許最大井斜角αmax和井斜角一定時的允許最大鉆壓Pmax：αmax=arcsin[184.6π2EI(r-0.42e-0.08e2/r)/（π2qL4）-184.6PL2(0.667+0.333e/r)2(r-0.42e-0.08e2/r)/（π2qL4）]…………………………(3)Pmax=[184.6π2EI(
6、r-0.42e-0.08e2/r)-π2qL4sinα]/[184.6L2(0.667+0.333e/r)2(r-0.42e-0.08e2/r)]……………………………(4)式中：L——穩(wěn)定器的實際安放高度，m。b.當穩(wěn)定器與井眼間的間隙e值趨于零時,式(3)、式（4）可分別簡化為；αmax=arcsin[（184.6π2rEI—82.04PrL）/π2qL4]…(5)Pmax=（184.6π2rEI—π2qL4sinα）/82.04rL2………(6)(三)多穩(wěn)定器鐘擺鉆具組合設計：多穩(wěn)定器鐘擺鉆具組合是在單穩(wěn)定器鐘擺組合的穩(wěn)定器上,每間隔一定長度(一般是單根鉆鋌
7、)再安放1～3只穩(wěn)定器。3.鉆具減振器安放位置(1)鉆具減振器的安放位置應盡量靠近接頭。(2)在鐘擺鉆具組合中,鉆具減振器一般應直接安放在鉆頭之上。4.鉆具震擊器安放位置(1)為防止震擊器早期損壞,不得將震擊器安放在中性點附近。(2)鉆具震擊器安放在鉆柱受拉部位,推薦在軸向應力零點以上的1個立柱。三、定向井下部鉆具組合設計方法(一)鉆鋌尺寸及重量的確定：1.鉆鋌尺寸的確定(1)在斜井段使用的最下一段（應大于27m）鉆鋌的剛度應適用于設計的井眼曲率。(2)入井的下部鉆具組合中，鉆鋌的外徑應能滿足打撈作業(yè)。(3)鉆頭直徑與相應鉆鋌尺寸范圍的要求見表1。表1：鉆頭直徑與
8、相應的鉆鋌
