(完整word版)鉆井常用計(jì)算公式.doc
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1、第四節(jié) 鉆井常用計(jì)算公式一、井架基礎(chǔ)的計(jì)算公式nQO+QB4(一)基礎(chǔ)面上的壓力P基=式中:P基基礎(chǔ)面上的壓力,MPa;n動負(fù)荷系數(shù)(一般取1.251.40);QO天車臺的負(fù)荷=天車最大負(fù)荷+天車重量,t;QB井架重量,t;(二)土地面上的壓力P地=P基+W式中:P地土地面上的壓力,MPa;P基基礎(chǔ)面上的壓力,MPa;W基礎(chǔ)重量,t(常略不計(jì))。P基B1(三)基礎(chǔ)尺寸 1、頂面積F1= 式中:F1基礎(chǔ)頂面積,cm2;P地B2B1混凝土抗壓強(qiáng)度(通常為28.1kg/cm2=0.281MPa)2、底面積F2= 式中:F2基礎(chǔ)底面積,cm2;B2土地抗壓強(qiáng)度,MPa;P地土地面上的壓力,MPa。3、
2、基礎(chǔ)高度式中:H基礎(chǔ)高度,m;F2、F1分別為基礎(chǔ)的底面積和頂面積,cm2;P基基礎(chǔ)面上的壓力,MPa;B3混凝土抗剪切強(qiáng)度(通常為3.51kg/cm2=0.351MPa)。(二)混凝土體積配合比用料計(jì)算1、計(jì)算公式配合比為1mn=水泥砂子卵石。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求每1m3混凝土所需的各種材料如下:2、混凝土常用體積配合比及用料量,見表1-69。表1-69 混凝土常用體積配合比及用料量混凝土用 途體 積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m31.堅(jiān)硬土壤上的井架腳,小基墩井架腳
3、,基墩的上部分。1243350.450.9074422.223720.51.111.352.702.992.厚而大的突出基墩。12.552760.460.9160822.203040.51.101.573.103.633.支承臺、澆灌坑穴及其他。1362340.460.9350422.152530.51.082.04.04.274.承受很大負(fù)荷和沖擊力的小基墩。1125850.390.78150022.567500.51.280.671.341.715.承受負(fù)荷不大的基墩。1481800.480.9637522.081880.51.042.705.405.60二、井身質(zhì)量計(jì)算公式(一)直井井身
4、質(zhì)量計(jì)算1、井斜角全角變化率式中:Gab測量點(diǎn)a和b間井段的井斜全角變化率,()/30m;Lab測量點(diǎn)a和b間的井段長度,m;a測量點(diǎn)a點(diǎn)處的井斜角,;b測量點(diǎn)b點(diǎn)處的井斜角,;ab測量點(diǎn)a和b之間的方位差,ab=b-a,。2、井底水平位移式中:SZ井底水平位移,m;NO井口N座標(biāo)值,m;Nn實(shí)際井底N座標(biāo)值,m;EO井口E座標(biāo)值,m;En實(shí)際井底E座標(biāo)值,m。3、最大井斜角根據(jù)井深井斜測量數(shù)據(jù)獲取或井斜測井資料獲得。4、平均井徑擴(kuò)大系數(shù)式中:Cp平均井徑擴(kuò)大系數(shù),無因次量D實(shí)實(shí)際平均井徑,mm;Db鉆頭名義直徑,mm。5、最大井徑擴(kuò)大系數(shù)式中:Cmax最大井徑擴(kuò)大系數(shù),無因次量;Dmax實(shí)際
5、最大井徑,mm;Db鉆頭名義直徑,mm。(二)定向井井身質(zhì)量計(jì)算1、井斜全角變化率計(jì)算公式同(一)2、定向井井底水平偏差距式中:Ss定向井井底水平偏差距,m;Nd設(shè)計(jì)井底座標(biāo),m;Nn實(shí)際井底的N座標(biāo),m;Ed設(shè)計(jì)井底座標(biāo),m;En實(shí)際井底的E座標(biāo),m。3、定向井井底垂直偏差距H=H-Hn式中:H定向井井底垂直偏差距,m;H設(shè)計(jì)垂直井深,m;Hn實(shí)際垂直井深,m。4、定向井實(shí)際井底與設(shè)計(jì)井底的空間距離式中:R定向井實(shí)際井底與設(shè)計(jì)井底的空間距離,m;H實(shí)際井底與設(shè)計(jì)井底的垂直距離,m;Ss實(shí)際井底與設(shè)計(jì)井底的水平偏差距,m。5、平均井徑擴(kuò)大系數(shù)計(jì)算同(一)4。6、最大井徑擴(kuò)大系數(shù)計(jì)算同(一)5。
6、三、噴射鉆井水力參數(shù)計(jì)算公式(一)鉆井泵額定水功率Ppr=prQr式中:Ppr鉆井泵額定水功率,kw;pr鉆井泵額定泵壓,MPa;Qr鉆井泵額定流量,L/s。(二)鉆井泵實(shí)發(fā)水功率Pp=psQ式中:Pp鉆井泵實(shí)發(fā)水功率,kw;ps鉆井泵工作泵壓,MPa;Q鉆井泵工作流量,L/s。(三)鉆井泵水功率分配關(guān)系Pp=Pb+Pcr式中:Pp鉆井泵實(shí)發(fā)水功率,kw;Pb鉆頭(噴咀)水功率,kw;Pcr循環(huán)系統(tǒng)損耗水功率,kw。(四)鉆井泵壓力分配關(guān)系ps=pb+pg+pcs式中:ps鉆井泵實(shí)發(fā)泵壓,MPa;pb鉆頭噴咀壓降,MPa;pg地面管匯壓力損耗,MPa;pcs循環(huán)系統(tǒng)壓力損耗,MPa。pcs=p
7、pi+pci+ppa+pca+pgppi、ppa分別為鉆桿內(nèi)外循環(huán)壓力損耗,MPa;pci、pca分別為鉆鋌內(nèi)外循環(huán)壓力損耗,MPa。(五)鉆頭(噴咀)壓力降pb=kbQ2式中:pb鉆頭(噴咀)壓力降,MPa;Q鉆井液流量,L/s;kb鉆頭(噴咀)壓降系數(shù),無因次量。式中:d鉆井液密度,g/cm3;AJ噴咀截面積,mm2。式中:d鉆井液密度,g/cm3;Q鉆井液流量,L/s;Ps鉆井泵實(shí)發(fā)泵壓,MPa;pcs循環(huán)系統(tǒng)壓力損耗,MPa。(六)地面管匯壓力損耗pg=kgQ1.8式中:pg地面管匯壓力損耗,MPa;Q流量,L/s;kg地面管匯壓力損耗系數(shù);kg=3.76710-4d0.8pv0.2;
8、pv(塑性粘度)=600-300,mpas;600、300分別為旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)600r/min、300r/min的讀數(shù),無因次量。(七)管內(nèi)循環(huán)壓力損耗1、鉆桿內(nèi)式中:ppi鉆桿內(nèi)循環(huán)壓力損耗,MPa;kpi鉆桿內(nèi)循環(huán)壓力損耗系數(shù),無因次量;LP鉆桿長度,m;Q流量,L/s;d鉆井液密度,g/cm3;pv塑性粘度,mpas;dpi鉆桿內(nèi)徑,mm。2、鉆鋌內(nèi)式中:pci鉆鋌內(nèi)循環(huán)壓力損耗,MPa;kci鉆鋌內(nèi)循環(huán)壓力損耗系數(shù),無因次量;LC鉆鋌長度,m;Q流量,L/s;d鉆井液密度,g/cm3;pv塑性粘度,mpasdci鉆鋌內(nèi)徑,mm。(八)管外循環(huán)壓力損耗1、鉆桿外式中:ppa鉆桿外循環(huán)壓力損耗
9、,MPa;kpa鉆桿外循環(huán)壓力損耗系數(shù),無因次量;LP鉆桿長度,m;Q流量,L/s;d鉆井液密度,g/cm3;pv塑性粘度,mpas;dh井眼直徑,mm;dp鉆桿外徑,mm。2、鉆鋌外式中:pca鉆鋌外循環(huán)壓力損耗,MPa;kca鉆鋌外循環(huán)壓力損耗系數(shù),無因次量;LC鉆鋌長度,m;Q流量,L/s;d鉆井液密度,g/cm3;pv塑性粘度,mpas;dh井眼直徑,mm;dc鉆鋌外徑,mm。(九)鉆頭(噴咀)水功率pb=pbQ式中:pb鉆頭(噴咀)水功率,kw;pb鉆頭(噴咀)壓力降,MPa;Q流量,L/s。(十)射流噴射速度式中:VJ射流噴射速度,m/s;Q流量,L/s;AJ噴咀截面積,mm2。(
10、十一)射流沖擊力FJ=dJQ式中:FJ射流沖擊力,N;d鉆井液密度,g/cm3;J射流噴射速度,m/s;Q流量,L/s。(十二)鉆頭單位面積水功率(比水功率)式中:Pbs鉆頭單位面積水功率(比水功率),W/mm2;pb鉆頭水功率,kw;Ab井底面積(即鉆頭面積),mm2;db鉆頭直徑,mm。(十三)鉆井泵功率利用率式中:鉆井泵功率利用率,無因次量;Pb鉆頭水功率,kw;Pp鉆井泵實(shí)發(fā)水功率,kw。(十四)鉆井液環(huán)空返速式中:a鉆井液環(huán)空返速,m/s;Q流量,L/s;dh井眼直徑,mm;dp鉆桿外徑,mm。(十五)環(huán)空臨界流速1、賓漢流體式中:cr環(huán)空臨界流速,m/s;pv塑性粘度,mPas;y
11、p屈服值(動切力),Pa;yp=0.479(2300-600);d鉆井液密度,g/cm3;dh井眼直徑,mm;dp鉆桿外徑,mm;Re雷諾數(shù),無因次量;a鉆井液上返速度,m/s;若acr或Re2100為紊流。acr或Re2100為層流。2、冪律流體式中:cr環(huán)空臨界流速,m/s;n鉆井液流型指數(shù),無因次量;K鉆井液稠度系數(shù),Pasn;d鉆井液密度,g/cm3;dh井眼直徑,mm;dp鉆桿外徑,mm;Z鉆井液流態(tài)指示值,無因次量;a鉆井液環(huán)空上返速度,m/s;若acr或Z800為紊數(shù);acr或Z800為層流。(十六)巖屑滑落速度式中:s巖屑滑落速度,m/s;drc巖屑直徑,mm;rc巖屑密度,g
12、/cm3(一般取2.5g/cm3);d鉆井液密度,g/cm3;f視粘度,mPas。(十七)環(huán)空凈化能力式中:Lc環(huán)空凈化能力,無因次量;s巖屑滑落速度,m/s;a鉆井液環(huán)空上返速度,m/s。(十八)臨界井深(選擇賓漢流體)1、最大鉆頭水功率工作方式式中:Dcr臨界井深,m;pr鉆井泵額定泵壓,MPa;kg地面管匯循環(huán)壓力損耗系數(shù),無因次量;kc鉆鋌循環(huán)壓力損耗系數(shù),無因次量;Lc鉆鋌長度,m;Q流量,L/s;kp鉆桿循環(huán)壓力損耗系數(shù),無因次量。2、最大沖擊力工作方式式中:Dcr臨界井深,m;pr鉆井泵額定泵壓,MPa;kg地面管匯循環(huán)壓力損耗系數(shù),無因次量;kc鉆鋌循環(huán)壓力損耗系數(shù),無因次量;
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