SYT 5172-1996直井下部钻具组合设计方法.pdf

SY中华人民共和国石油天然气行业标准SY/ T井下部钻具组合设计方法1997-06-01实施1996-11-15 发布发布中国石油天然气总公司 言前本标准是对SY5172-87《直井下部钻具组合设计推荐方法》的修订。本标准对原标准作了下述修订：增加了“钻具震击器安放位置”；删去了原标准中的公式（1);适用范围限定为地层倾角小的常规直井。本标准由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。本标准起草单位：四川石油管理局钻采工艺技术研究院本标准主要起草人李杰韩烈祥本标准首次发布日期为1987年12月7日。 中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5172-1996代替SY5172-87直井下部钻具组合设计方法1范围本标准规定了石油与天然气钻井工程钻直井用下部钻具组合的设计原理及方法。本标准适用于石油与天然气地层倾角小的常规直井钻井的下部钻具组合设计。2钻链尺寸及重力的确定2.1钻链尺寸的确定2.1.1为保证套管能顺利下人并内，钻柱中最下段（一般不应少于一立柱）钻链应有足够大的外径推荐按表1选配。表1与钻头直径对应的推荐钻链外径mm钻头直径钻链外径142.9~152.4104.7,120.6158.8~171.4120.6,127.0190.5~200.0127.0~158.8212.7~222.2158.8~171.4241.3~250.8177.8~203.2269.9177.8~228.6311.2228.6~254.0374.6228.6~254.0444.5228.6~279.4508.0~660.4254.0~279.42.1.2钻链柱中最大钻链外径应保证在打捞作业中能够套铣。2.1.3在大于190.5m1m的井眼中，应采用复合（塔式）钻链结构（包括加重钻杆），相邻两段钻链的外径差一般不应大于25.41mm1。最上一段钻链的外径不应小于所连接的钻杆接头外径。每段长度不应少于一立柱。2.1.4钻具组合的刚度应大于所下套管的刚度。2.2钻链重力的确定根据设计的最大钻压计算确定所需钻链的总重力，然后确定各种尺寸钻链的长度，以确保中性点始终处于钻链柱上。所需钻链的总重力可按式（1）计算：P muxk,W(1)k,中国石油天然气总公司1996-11-15批准1997-06-01实施 SY/T5172-1996其中:P mk,= 1ps式中：W。-所需钻链的总重力，kN;Pmax设计的最大钻压，kN；k一安全系数，一般条件下取1.25，当钻链柱中加钻具减振器时，取1.15;k—钻井液浮力减轻系数；Pm—钻井液密度，g／cm²;钻钢材密度，g／cm3Ps3钟摆钻具组合设计3.1无稳定器钟摆钻具组合设计为了获得较大的钟摆降斜力，最下端1～2柱钻链应尽可能采用大尺寸厚壁钻。3.2单稳定器钟摆钻具组合设计3.2.1稳定器安放高度的设计原则：3.2.1.1在保证稳定器以下钻链在纵横载荷作用下产生弯曲变形的最大挠度处不与井壁接触的前提下，尽可能高地安放稳定器。3.2.1.2在使用牙轮钻头、钻链尺寸小、井斜角大时，应低于理论高度安放稳定器，可参照表2安放稳定器。表2定长钟摆钻具组合的推荐稳定器高度钻头直径稳定器高度mmm339.7~36(四根钻链单根)244.5~311.2~27(三根钻链单根)193.7~244.5~18（两根钻单根）152.4~9(一根钻单根)注：钻单根长度按9m计3.2.2当稳定器以下采用相同尺寸钻链时，可用式（2）计算稳定器的理论安放高度：- b+b*- 4acL.(2)2a其中:b= 184.6P(0.667+ 0.333)(r- 0.42e - 0.08a= nqsinc= -- 184.6元 EI(r- 0.42e- 0.08- SY/T5172-1996式中：Ls稳定器的理论安放高度，mP钻压，kN;稳定器与井眼间的间隙值，即稳定器外径与钻头直径差值之半，m;e钻链与井眼间的间隙值，即井眼直径与钻链外径的差值之半，11；1-单位长度钻链在钻井液中的重力，kN／m;井斜角，（°);XEI-钻的抗弯刚度，kN·m²。稳定器的实际安放高度-般在计算的理论高度的90%以内，也可按表2确定安放高度。3.2.3根据实际钻链单根长度确定的定长钟摆钻具组合，应用式（3)、（4）分别计算使用这种组合3.2.3.1木在钻压一定时的允许最大井斜角αmax和井斜角一定时的允许最大钻压Pmax:184.6 EI(r-- 0.42e - 0.08-αmax = arcsin]-元qL184.6PL (0.667 + 0.333%)(r- 0.42e - 0.08(3)nqLA184.6元 E1(r -- 0.42e - 0.08)-sin(4)184.6L (0.667 + 0.333) (r - 0.42c - 0.08式