【】中國石油大學（北京）-石油工程-鉆井工程課程設計

1、中國石油大學（北京）-石油工程-鉆井工程課程設計石油工程鉆井工程課程設計李小蕾中國石油大學（北京）石油工程學院前 言鉆井與完井工程設計主要是指在得到地質(zhì)設計后，如何以地質(zhì)設計為依據(jù)，完成一口井的綜合、合理的鉆井工程設計。鉆井工程設計是石油工程的一個重要部分，是確保 油氣鉆井工程順利實施和質(zhì)量控制的重要保證，是鉆井施工作業(yè)必須遵循的原則，是組織 鉆井生產(chǎn)和技術(shù)協(xié)作的基礎，是搞好單井預算和決算的唯一依據(jù)。主要目的層段的設計必須體現(xiàn)有利于發(fā)現(xiàn)與保護油氣層，非目的層段的設計主要考慮 滿足鉆井工程施工作業(yè)和降低成本的需要。本設計的主要內(nèi)容包括：一、井身結(jié)構(gòu)設計及井身質(zhì)量要求，原則是能有效地保護油 氣層，

2、使不同地層壓力梯度的油氣層不受鉆井液污染損壞，應避免漏、噴、塌、卡等復雜 情況發(fā)生，鉆下部高壓地層時所用的較高密度鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力，不致壓裂上一層管鞋處薄弱的裸露地層；二、套管強度設計；三、鉆柱設計：給鉆頭加壓時下部鉆柱是否會 壓彎，選用足夠的鉆鋌以防鉆桿受壓變形；四、機械破巖參數(shù)設計；五、水力參數(shù)設計等 幾個方面的基本設計內(nèi)。9目 錄前 言1目 錄21.地質(zhì)概況.31.1 地理概況.31.2 地質(zhì)基本數(shù)據(jù).31.2.1 井號.31.2.2 井別.31.2.3 井位.31.2.4 設計井深.41.2.5 目的層.41.2.6 完鉆層位.41.2.7 完鉆原則.41.2.8 鉆探目的.41.

3、3 地層層位預測及巖性.42.技術(shù)指標及質(zhì)量要求 .62.1 井身質(zhì)量要求.62.2 固井質(zhì)量要求.63.工程設計 .83.1 井下復雜情況提示.83.2 地層可鉆性分級及地層壓力預測.83.2.1 地層可鉆性分級.83.2.2 壓力剖面預測.93.3 井身結(jié)構(gòu).93.3.1 鉆井液壓力體系.103.3.2 校核各層套管下到初選點深度 H ni 時是否會發(fā)生壓差卡套 .103.3.3 套管層次與深度的確定.113.3.4 套管柱強度設計.133.3.5 套管柱設計結(jié)果.183.4 鉆井主要設備.183.4.1 鉆機編號.183.4.2 鉆機型號.183.4.3 提升系統(tǒng).183.4.4 井 架

4、 .193.4.5 轉(zhuǎn) 盤.193.4.6 泥漿泵 .193.4.7 柴油機 .193.5 鉆具組合. .203.5.1 各次開鉆鉆具組合.253.6 鉆頭及鉆井參數(shù)設計 .323.6.1 鉆頭設計.323.6.2 鉆井參數(shù)設計.34參考文獻 .501.地質(zhì)概況1.1 地理概況該探井位于 504 和 45 地震測線交點，距 XX 省 XX 市東 500m，所在的地質(zhì)構(gòu)造為 XX 凹 陷。該井的海拔較低，鉆該井目的是通過打開QJ層來了解該層的油氣情況擴大該油區(qū)的勘探范圍，增加油區(qū)的總體油氣后備儲量。1.2 地質(zhì)基本數(shù)據(jù)1.2.1 井號:A51.2.2 井別:預探井1.2.3 井位： (1)井位座

5、標：縱（X）4275165m橫（Y）20416485m(2)地面海拔:50m(3)地理位置：XX 省 XX 市東 500m(4)構(gòu)造位置：XX 凹陷(5)過井測線：504 和 45 地震測線交點1.2.4 設計井深： 3716m1.2.5 目的層： QJ 層，底層深度 3650m，分層厚度 150m1.2.6 完鉆層位：A、B、C、D、E、F3、F2J、F2K、 F1、 QJ1.2.7 完鉆原則：當鉆入目的層 150m 完鉆1.2.8 鉆探目的：了解 XX 構(gòu)造 QJ 含油氣情況，擴大勘探區(qū)域，增加后備油氣資源1.3 地層層位預測及巖性表 1 地層層位預測及巖性層位代號底界深度，m分層厚度，m

6、主要巖性A280礫巖層夾砂土,未膠結(jié)B600320上部礫巖,砂質(zhì)礫巖,中下部含礫砂巖C1050450中上部含礪砂巖、夾泥巖和粉砂質(zhì)泥巖；下部礪狀砂巖，含礪砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖不等厚互層D1600泥巖、砂質(zhì)泥巖、礪狀砂巖、含礪砂巖不等厚互層，泥質(zhì)粉砂巖E1900300砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、夾礪狀砂巖、含礪砂巖F32650750泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖F2J2900250泥巖夾鈣質(zhì)砂巖，夾碳質(zhì)條帶煤線，中部泥巖夾煤層、下部泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖F2K3150250泥巖為主，泥質(zhì)粉砂巖，中粗砂巖，砂礫巖間互F13500350泥巖、泥質(zhì)砂巖、下部灰褐色泥巖QJ3750 (未穿)150深灰，淺灰

7、色灰?guī)r為主，間夾褐，磚紅色泥巖地質(zhì)概況如表 2表 2 地質(zhì)概況井 別探 井井 號A5設計井深3716m目的層Q J井 位坐標地面海拔m50縱（ x ）m4275165橫（ y ）m20416485測線位置504 和 45 地震測線交點地理位置XX 省 XX 市東 500m構(gòu)造位置XX 凹陷鉆探目的了解 XX 構(gòu)造 Q 含油氣情況，擴大勘探區(qū)域，增加后備油氣源J完鉆原則進入QJ 150m 完鉆完井方法先期裸眼層位代號底界深度，m分層厚度，m主要巖性描述故障提示A280礫巖層夾砂土,未膠結(jié)滲漏B600320上部礫巖,砂質(zhì)礫巖,中下部含礫砂巖滲漏C1050450中上部含礪砂巖、夾泥巖和粉砂質(zhì)泥巖；下

8、部礪狀砂巖，含礪砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖不等厚互層防塌D1600泥巖、砂質(zhì)泥巖、礪狀砂巖、含礪砂巖不等厚互層，泥質(zhì)粉砂巖防漏防斜E1900300砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、夾礪狀砂巖、含礪砂巖防斜防漏F32650750泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖防斜F2J2900250泥巖夾鈣質(zhì)砂巖，夾碳質(zhì)條帶煤線，中部泥巖夾煤層、下部泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖防斜、 塌、卡F2K3150250泥巖為主，泥質(zhì)粉砂巖，中粗砂巖，砂礫巖間互F13500350泥巖、泥質(zhì)砂巖、下部灰褐色泥巖防漏、噴、卡QJ3650 (未穿)150深灰，淺灰色灰?guī)r為主，間夾褐，磚紅色泥巖防漏、噴、卡2.技術(shù)指標及質(zhì)量要求2.1 井身質(zhì)量要求表

9、3井段（m）井斜（0）水平位移（m）全角變化率（0/25m）0-1000<303010/25m-2000<40501015/25m-3000<508020/25m-4000<601002015/25m-5000<701402030/25m2.2 固井質(zhì)量要求固井質(zhì)量采用聲波測井和變密度測井綜合評價，要求聲幅20%；變密度測井反應弱 套管波，強地層波。（1）完鉆前按下套管管串設計準備好套管附件、轉(zhuǎn)換短接、聯(lián)頂節(jié)、循環(huán)接頭等必要 配件，以保證各配件的尺寸、螺紋類型相匹配；（2）完鉆前取固井水樣進行水泥漿性能復核試驗；（3）生產(chǎn)套管下入前認真通井循環(huán)，保證套管下到底。套

10、管下完后盡快固井，不能長 時間循環(huán)；（4）固井候凝 48 小時后鉆分級箍。鉆完分級箍后，必須循環(huán)沖洗干凈，方可向下鉆 進；（5）鉆完全井水泥塞后，必須大排量循環(huán)沖洗干凈膠皮及鋁片,套管內(nèi)必須替換成清水；(6)鉆水泥塞前及起鉆后需丈量并記錄鉆頭外徑，鉆頭外徑變化不得超過 0.25mm；（7）必須認真丈量鉆具尺寸及方入，留好人工井底，起鉆測聲、放、磁；（8） 水泥環(huán)與套管壁、井壁膠接緊密，管外無串槽；（9）油層套管水泥漿返深可根據(jù)實鉆油氣顯示情況最終確定。原則上含氣井水泥漿應返至地面，不含氣井水泥漿返高至少高于最淺油頂 200 米；（10） 固井質(zhì)量檢查測井測定的固井質(zhì)量應至少達到合格以上標準；（

11、11）根據(jù)地層特性、儲層特點、固井工藝及固井質(zhì)量要求，科學合理編寫固井施工設計；（12）固井前井眼及鉆井液準備要求：a.針對易漏、出水地層進行堵漏治水，提高地層承壓能力，確保固井質(zhì)量；b.完鉆固井前要求鉆井液做到粘切低、動塑比低、泥餅薄而韌，滿足固井要求。（13）下套管前必須認真細致通井，確保井下安全及井眼暢通，通井時應帶大接頭或欠尺寸穩(wěn)定器，防止下套管遇阻和卡鉆，氣層段反復劃眼，以清除井壁的泥餅，充分循環(huán)稀 釋泥漿，大排量洗井，確保井眼暢通，無漏失、井塌，井底無沉砂；（14）使用的浮鞋，浮箍，分級箍在下套管前應認真檢查，確保附件的正常使用，分級箍嚴禁碰撞，用套管鉗上扣時。應借用上一跟套管傳遞

12、扭矩，達到上扣的標準扭矩值和扭矩圖。不得用套管鉗咬分級箍的本體；（15） 嚴格按照下套管操作規(guī)程進行下套管作業(yè)，認真檢查固井工具及管串附件，合理加放扶正器，確保套管居中度67%。扶正器加放原則：a.浮箍以下加一組扶正器；b.浮箍到最下氣層底部段每根都加扶正器,特別注意彈性扶正器必須加在接箍處；（16）下套管時必須平穩(wěn)。若有漏失要嚴格控制下放速度在 30 秒/根以下，一般情況下在 1520 秒/根，不準猛提、猛放、猛剎，應保證井眼穩(wěn)定，不發(fā)生井涌、井噴、井漏和井塌；（17）在井場通套管內(nèi)徑，通徑規(guī)規(guī)格型號必須按照行業(yè)標準，嚴禁在鉆臺通套管內(nèi)徑，用清洗劑清洗套管螺紋，并檢查密封面是否有損傷，必須使

13、用帶扭矩儀的套管鉗緊螺紋，螺紋扭矩必須符合標準，并將螺紋扭矩打印上報甲方。必須使用拓普套管螺紋密封脂（拓普 101、拓普 102），確保絲扣的密封性；（18） 套管下完后，技術(shù)員應根據(jù)套管頭的安裝。計算好聯(lián)入長度。井口安裝好吊卡后，灌滿泥漿后，用單凡爾開泵頂通后才可以大排量循環(huán)鉆井液避免造成井漏；（19）根據(jù)井下工況及管內(nèi)外液體的流變性能，進行流變性計算，科學合理應用頂替技術(shù)，提高頂替效率及一、二界面水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量；（20）科學全面的進行氣侵、氣竄綜合評價及預測，為優(yōu)化注水泥施工參數(shù)提供理論依據(jù)；（21）固井前應認真檢查鉆機、泵、循環(huán)系統(tǒng)、水泥頭等設備和工具，確保固井施工連續(xù)順利；（22）根據(jù)

14、電測井徑及現(xiàn)場經(jīng)驗，計算水泥漿量，采用干混工藝，確保水泥、外摻料及外加劑混拌均勻；（23）從立式罐及灰罐車取樣，模擬井下工況，對現(xiàn)場水樣、水泥樣品、外加劑等進行全套性能復核試驗，確保固井施工安全；（24）水泥漿混拌、注替及碰壓時，要根據(jù)井下情況，及時調(diào)整注替排量及流速, 減小U型管效應，降低環(huán)空流動阻力，減小壓力激動，確保井下正常；（25）細化現(xiàn)場施工措施，加強施工連續(xù)性，強化施工人員責任性, 確保設備正常運轉(zhuǎn)、水泥漿密度均勻、現(xiàn)場施工連續(xù)、安全；（26）用水泥車試壓 25MPa，試壓合格后方可交井。3.工程設計3.1 井下復雜情況提示3.1.1 在本井的鉆井過程中，現(xiàn)場有關(guān)技術(shù)人員應充分了解

15、、分析鄰井事故復雜情況，防 止事故的發(fā)生，及時處理好工程復雜。注意觀察地震對鉆井的影響：井漏：井漏深度及層位：井斜：易斜井段及對應層位；井噴：易井噴井段及對應層位；其它情況及對應層位；易串槽井段及原因。3.1.2 進入目的層，應根據(jù)實鉆情況及時調(diào)整泥漿密度，注意防噴、防漏和防卡，一方面要搞好油氣層的發(fā)現(xiàn)，保護工作，另一方面要切實搞好井控工作，確保安全施工。3.1.3 根據(jù)××油田分公司鉆開油氣層申報制度要求，由地質(zhì)監(jiān)督以書面形式向鉆井監(jiān)督和井隊提出油氣層預告；原則：1）鉆揭目的層前 7 天。2）目的層提前或非目的層發(fā)現(xiàn)油氣顯示要立即通知。3）鄰井沒有發(fā)現(xiàn) H2S 氣體，但本

16、井應密切監(jiān)控。22行業(yè)標準中 H S 的安全臨界濃度為 20mg/m3（約 14PPm），若發(fā)現(xiàn) H S，無論濃度高低，都要向勘探事業(yè)部的鉆井技術(shù)部及 HSE 管理辦公室、生產(chǎn)技術(shù)處和質(zhì)量安全環(huán)保處報告，同時作業(yè)隊伍要向所屬的上級部門報告。3.2 地層可鉆性分級及地層壓力預測3.2.1 地層可鉆性分級表 4 各層段地層可鉆級值地層ABCDEF3F2JF2KF1可鉆性0.611.392.1633.57.35.24.93.2.2 壓力剖面預測圖 1 地層壓力剖面3.3 井身結(jié)構(gòu)鉆探目的層為 Q 灰?guī)r地層，確定完井方法為先期裸眼完井。油氣套管下入 Q 層 35m。J J根據(jù)地質(zhì)情況，鉆達目的層過程中

17、不受鹽巖，高壓水層等復雜地層影響，故井身結(jié)構(gòu)設計 按地層壓力和破裂壓力剖面（圖 1）進行。計系數(shù)見表 5。表 5 井身結(jié)構(gòu)設計有關(guān)系數(shù)名稱Sg/cm3S gg/cm3S fg/cm3Skg/cm3PNMPaPAMPa數(shù)值0.050.050.030.051520來源理論計算理論計算區(qū)域資料統(tǒng)計區(qū)域資料統(tǒng)計區(qū)域資料統(tǒng)計區(qū)域資料統(tǒng)計S 抽吸壓力系數(shù)。上提鉆柱時，由于抽吸作用使井內(nèi)液柱壓力降低的值，用當量密度表示；S g 激動壓力系數(shù)。下放鉆柱時，由于鉆柱向下運動產(chǎn)生的激動壓力使井內(nèi)液柱壓力的增加值，用當量密度表示；S f 安全系數(shù)。為避免上部套管鞋處裸露地層被壓裂的地層破裂壓力安全增值，用當量密度表

18、示，安全系數(shù)的大小與地層破裂壓力的預測精度有關(guān)；Sk 井涌允量。由于地層壓力預測的誤差所產(chǎn)生的井涌量的允值，用當量密度表示，它與地層壓力預測的精度有關(guān)；PN 、 PA 壓差允值。不產(chǎn)生壓差卡套管所允許的最大壓力差值。它的大小與鉆井工藝技術(shù)和鉆井液性能有關(guān)，也與裸眼井段的地層孔隙壓力有關(guān)。若正常地層壓力和異常高壓同處一個裸眼井段，卡鉆易發(fā)生在正常壓力井段，所以壓差允值又有正常壓力井段和異常壓力井段之分，分別用 PN 和 PA 。3.3.1 鉆井液壓力體系19最大泥漿密度計算公式為：max= pmax + S w（1）式中：3 max 某層套管鉆進井段中所用最大泥漿密度， g/cm ；pmax該井

19、段中所用地層孔隙壓力梯度等效密度， g/cm 3 ；wS 抽吸壓力允許值的當量密度，取 0.05 g/cm 3 。 發(fā)生井涌情況時：式中：f = pmax + S w + S f +H pmaxH ni S k（2）f 第 n 層套管以下井段發(fā)生井涌時，在井內(nèi)最大壓力梯度作用下，上部地層不被壓裂所應有的地層破裂壓力梯度， g/cm 3 ；H ni 第 n 層套管下入深度初選點，m；kS 井涌允量，取 0.05 g/cm 3 ；fS 安全系數(shù)，取 0.03 g/cm 3 。wS 抽吸壓力允許值的當量密度，取 0.05 g/cm 3 。3.3.2 校核各層套管下到初選點深度 H ni 時是否會發(fā)生

20、壓差卡套式中：prn= 9.81H mm(pmax+ S w pmin)×103（3）prn 第 n 層套管鉆進井段內(nèi)實際的井內(nèi)最大靜止壓差，MPa；pmin該井段內(nèi)最小地層孔隙壓力梯度等效密度， g/cm 3 ；H mm 該井段內(nèi)最小地層孔隙壓力梯度的最大深度，m；若 prn < p N 則假定點深度為中間套管下入深度。若 prn > p N 則有可能產(chǎn)生壓差卡套管，這時中間套管下入深度應小于假定點深度。在第二種情況下中間套管下入深度按下面的方法計算： pper =p N0.00981H min+ p min S w（4）在壓力剖面圖上找出 pper 值，該值所對應的深

21、度即為中間下入深度 H 。為避免發(fā)生壓差卡套的許用壓差， pN 取 20MPa 。3.3.3 套管層次與深度的確定3.3.3.1 油層套管下入深度初選點 H 2 的確定： 則按設計要求油氣套管下入 Q J 層深度為 5mH 2 = 3500 + 5 = 3505(m)3.3.3.2 由圖 1 上查得最大地層孔隙壓力梯度為1、確定中間套管下入深度初選點 H 2 ：由公式（2），將各值代入得：1.50gm 3 位于3200m 處。f1k= 1.50 + 0.05 + 0.03 + 3505 × 0.05H 2試取 H 2 = 2480m 代入上式得3505 3f1k= 1.50 + 0.

22、05 + 0.03 +× 0.05 = 1.65g m24803由上圖查得 H 2 = 2480m 處當 p2480 = 1.651g m中間套管下入深度初選點為 H 2 = 2480m 。因為 f1k < p2480 且相近,所以確定2、校核中間套管下入到初選點 H 2 = 2480m 過程中是否會發(fā)生壓差卡套管33由上圖查得,得：H 2 = 2480m 處 p2480 = 1.1gm ，pmin = 1.0gm ，H mm = 2000m ，由式（3）prn= 9.81× 2000 × (1.1 + 0.05 1.0)×10 3 = 2.943

23、MPa因為 pm < pN ，所以不會發(fā)生壓差卡套管，故表層套管的下入深度為 2480m。3、確定表層套管下深度 H1 ：3由上述計算結(jié)果，中間套管鞋處 H 2= 1.1gm ,將其它的參數(shù)代入（2）式：f = 1.1 + 0.05 + 0.03 + 2480 ×0.05H 1將 H1 = 570m ，代入上式得到：f570 = 1.1 + 0.05 + 0.03 +2480570 ×0.05 = 1.3975g m 33查壓力剖面圖有： H1 = 570m 處的 p570 = 1.41g要求。3.3.3.3 井身結(jié)構(gòu)設計結(jié)果m ，因 f570 < p570 ，

24、且相近，所以滿足設計套管層次和每層套管的下入深度確定之后，相應的套管尺寸和井眼直徑也就確定了。 套管尺寸的確定一般由內(nèi)向外依次進行，首先確定生產(chǎn)套管的尺寸， 再確定下入生產(chǎn)套管的井眼的尺寸，然后確定中間套管的尺寸等，依次類推，直 到表層套管的井眼尺寸，最后確定導管的尺寸。查鉆井手冊（甲方），結(jié)合圖 2 井身結(jié)構(gòu)參數(shù)系列，鉆頭與套管尺寸匹配結(jié)果如表 6， 圖 3 所示。圖 2井身結(jié)構(gòu)參數(shù)系列表 6 井身結(jié)構(gòu)設計表項目套管下深（m）套管外徑（mm）鉆頭尺寸（mm）表層570406.6444.5中間2480273311.1油層3505177.8200.0四開3525149.2010002000300

25、0表層套管406.6mm×570m鉆頭尺寸444.5mm×570m中間套管273mm×2480m鉆頭尺寸311.5mmm×2480m生產(chǎn)套管177.8mm×3505m鉆頭尺寸200.0mmmmm×3505m四開鉆頭尺寸149.2mmmmm×3505m圖 3 井身結(jié)構(gòu)示意圖3.3.4 套管柱強度設計3.3.4.1 套管和套管柱 油井套管是優(yōu)質(zhì)鋼材制成的無縫管或焊接管，兩端均加工有錐形螺紋。大多 數(shù)的套管是用套管接箍連接組成套管柱。套管柱用于封固井壁的裸露巖石。 某井段的最大外擠壓力：式中：poc = d gH ×10

26、33（5）d 該井段所用泥漿的最大密度， g/cm ；H 某段鋼級的下深度，m。某段鋼級套管的最大下入深度： D（6）式中：H n =dgS D×10 3 D 某段鋼級套管抗外擠強度，MPa；SD 最小抗外擠安全系數(shù)，取 1.125。套管浮力系數(shù)：式中：dK B = 1 s3（7）d 鉆某段所用的鉆井液密度， g/cm ；s 某段所用鋼材的密度，取 7.85 g/cm 3 。套管浮力：式中：F = å qs lK B×103（8）q s 某段所用套管的線重， kN m 。l 某段所用套管的長度， m 。安全系數(shù)： 抗拉安全系數(shù)： S t = 1.83.3.4.2

27、按抗外擠強度設計由下向上選擇第一段套管 由公式（5）可知最大外擠壓力為：poc= dgH 1×10 3 = 1.5 × 9.81× 3505 ×10 3 = 51.576075(MPa )而允許抗外擠強度為：pc= poc S D = 51.576075 ×1.125 = 58.023(MPa )查鉆井手冊（甲方）選擇第一段套管 均重為：D(2q = 1 D 2 )24g s（9）表 7 第一段套管鋼級選鋼級外徑（mm）壁厚（mm）均重（N/m）抗 拉 強 度（kN）抗擠強度（MPa）內(nèi)徑（mm）s（kN）N-80177.811.51468.1

28、298959.4154.783314.43.3.4.3 確定第二段套管的下入深度和第一段套管的使用長度查鉆井手冊（甲方）選擇第二段套管表 8 第二段套管鋼級選擇鋼級外徑（mm）壁厚（mm）均重（N/m）抗 拉 強 度（kN）抗擠強度（MPa）內(nèi)徑（mm）s（kN）N-80177.810.36423.7265648.4157.083007.2由公式（6）可知第二段套管下入深度為 H 248.4=1.50 × 0.00981×1.125= 2329.7(m)，取H 2 = 2300m 。則 第 一 段 套 管 使 用 長 度 為 L1 = H1 H 2 = 3505 2300

29、= 1205(m) ， 因 此 套 管 根 數(shù) 為Ln =19.11205= 132.4175(根) ，實際取 n = 132根 。9.1故第一段套管實際使用長度為 L1 = 132 × 9.1 = 1201.2(m) ，第二段套管實際下入深度為H 2 = H1 L1 = 3505 1201.2 = 2303.8(m)。雙軸應力校核套管實際所受的擠壓力為 t = d gH 2 = 1.5 × 0.00981× 2303.8 = 33.9004(MPa )查鉆井手冊（甲方）可知 S =3314.4 ×103×10 6 = 551.2056(MPa

30、 )故 t s33.8445=551.20561 (0.17782 0.154782 )4= 0.0614圖 4 雙向應力橢圓根據(jù)雙向應力橢圓曲線可知 z = 0.94 ，則 × z= 3314.4 × 0.94 = 3148.68(kN)，因此 s s套管實際所受拉力為= LqK= 1201.2 × 468.1×10 3 × ç1 1.5÷ = 454.8394(kN ) 。æözBè 7.85 ø故 z× S t= 454.8394 ×1.8 = 818.710

31、9(kN) < × z s= 3148.68(kN)，滿足雙軸應力校核要求。3.3.4.4 確定第三段套管的下入深度和第二段套管的使用長度 查鉆井手冊（甲方）選擇第三段套管表 9 第三段套管鋼級選擇鋼級外徑（mm）壁厚（mm）均重（N/m）抗 拉 強 度（kN）抗擠強度（MPa）內(nèi)徑（mm）s（kN）N-80177.89.19377.9230937.3159.422504.5由公式（6）可知第三段套管下入深度為 H 337.3=1.5 × 0.00981×1.125= 2253.18(m)，取H 2 = 2200m 。則第二段套管使用長度為 L2 = H 2

32、 H 3 = 2303.8 2200 = 103.8(m)，因此套管根實際取 n = 11根。Ln =29.1103.8= 11.4066(根)9.1故第二段套管實際使用長度為 L2 = 11× 9.1 = 100.1(m) ，第三段套管實際下入深度為H 3 = H 2 L2 = 2303.8 100.1 = 2203.7(m)雙軸應力校核 套管實際所受擠壓力為 t= d gH 3 = 1.5 × 0.00981× 2203.7 = 32.4274(MPa )查鉆井手冊（甲方）可知3 S =3007.2 ×101 (0.17782 0.157082 )4

33、×106 = 551.815(MPa )故 t s32.5054= 0.05891551.815根據(jù)雙向應力橢圓曲線可知 z = 0.961 ，則 × z= 2504.5 × 0.961 = 2404.32(kN)，因此套 s sæö管實際所受拉力為： = LqK+ 454.8394 = 100.1× 423.7 ×10 3 × ç1 1.5÷ + 454.8394 = 489.1475(kN )故 zz× S tB= 489.1475 ×1.8 = 880.4655(kN)

34、 < × z sè 7.85 ø= 2404.32(kN)，滿足雙軸應力校核要求。3.3.4.5 校核第三段套管及確定其使用長度使用長度的確定第 三 段 套 管 使 用 長 度 為L3 = H 3 = 2203.7(m)， 因 此 套 管 根 數(shù) 為Ln =39.12203.7= 242.1648(根) ，實際取 n = 242 根9.1故第三段套管實際使用長度為 L3 = 242 × 9.1 = 2202.2(m) 。抗拉強度校核第三段套管所受最大拉應力為 = LqK+ 492.92 = 2202.2 × 377.9 ×10

35、3 × ç1 1.5÷ + 489.1475 = 1162.3376(kN )æözBè 7.85 ø而 z × S t = 1162.3376 ×1.8 = 2092.20768(kN) < 2309(kN)，滿足抗拉強度要求。3.3.4.6 中間套管柱設計由公式（5）可知，最大外擠壓力為：poc= dgH ×10 3 = 1.1× 9.81× 2480 ×10 3 = 26.76168(MPa )而允許抗外擠強度為：pc = poc S D = 26.76168 ×1.125 = 30.10689(MPa )查鉆井手冊（甲方）選擇中間套管：表 10 中間套管鋼級選擇鋼級外徑（mm）壁厚（mm）均重（N/m）抗 拉 強 度（kN）抗 擠 強 度（MPa）內(nèi)徑（mm）s（kN）P-11027312.57791.98535131.8247.867802則中間套管的根數(shù)為 n = 2480 = 272.527(根)，實際取 n = 272根 ，所以實際使用長度為