压井计算公式
井控公式
1.静液压力：P=0.00981ρ H MPa ρ-密度g/cm3；H-井深 m。
例:井深3000米，钻井液密度1.3 g/cm3，求：井底静液压力。
解：P=0.00981*1.3*3000=38.26 MPa
2,压力梯度： G=P/H=9.81ρ kPa/m =0.0098ρMPa；
例：井深3600米处，密度1.5 g/cm3，计算井内静液压力梯度。
解：G=0.0098*1.5=0.0147MPa=14.7kPa/m
3.最大允许关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρm）0.0098H MPa H—地层破裂压力试验层（套管鞋）垂深，m。
Ρm—井内密度 g/cm3
例;已知密度1.27 g/cm3,套管鞋深度1067米，压力当量密度1.71 g/cm3，求：最大允许关井套压
解; Pamax =（1.71－1.27）0.0098*1067=4.6 MPa
4.压井时（极限）关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρ压）0.0098H MPa
Ρ压—压井密度 g/cm3 （例题略）
5.溢流在环空中占据的高度 hw=ΔV/Va m
ΔV—钻井液增量(溢流)，m3；
Va—溢流所在位置井眼环空容积，m3/m。
6.计算溢流物种类的密度ρw=ρm- (Pa-Pd)/0.0098 hw g/cm3；
ρm—当前井内泥浆密度，g/cm3；
Pa —关井套压，MPa；
Pd —关井立压，MPa。
如果ρw在0.12～0.36g/cm3之间，则为天然气溢流。
如果ρw在0.36～1.07g/cm3之间，则为油溢流或混合流体溢流。
如果ρw在1.07～1.20g/cm3之间，则为盐水溢流。
7.地层压力 Pp =Pd＋ρm gH
Pd —关井立压，MPa。
ρm—钻具内钻井液密度，g/cm3
8.压井密度ρ压=ρm＋Pd/gH
9、(1)初始循环压力 =低泵速泵压＋关井立压
注：在知道关井套压，不清楚低泵速泵压和关井立压情况下，求初始循环压力方法：（1）缓慢开节流阀开泵，控制套压=关井套压（2）排量达到压井排量时，保持套压=关井套压，此时立管压力=初始循环压力。
(2)求低泵速泵压：(Q/Q L)2=P/P L
例：已知正常排量=60冲/分，正常泵压=16.548MPa,求：30冲/分时小泵压为多少？
解：低泵速泵压P L=16.548/(60/30)2=4.137 MPa
10.终了循环压力= （压井密度/原密度）X低泵速泵压
（一）注：不知低泵速泵压，求终了循环压力方法：（1）用压井排量计算出重浆到达钻头的时间，此时立管压力=终了循环压力。边循环边加重压井法
边循环边加重法压井是指发现溢流关井求压后，一边加重钻井液，一边随即把加重的钻井液泵入井内，在一个或多个循环周内完成压井的方法。
这种方法常用于现场，当储备的高密度钻井液与所需压井钻井液密度相差较大，需加重调整，且井下情况复杂需及时压井时，多采用此方法压井。此法在现场施工中，由于钻柱中的压井钻井液密度不同，给控制立管压力以维持稳定的井底压力带来困难。若压井钻井液密度等差递增，并均按钻具内容积配制每种密度的钻井液量，则立管压力也就等差递减，这样控制起来相对容易一些。
（二）终了立管压力，
——第一次调整后的钻井液密度，g/cm30
——压井钻井液密度，g/cm3 ——原钻井液密度，g/cm3； H ——井深，m ；
PL ——低泵速泵压，MPa 。
11.压井液到达钻头时时间（分）
Vd ——钻具内容积，m3；
Q ——压井排量，l/s 。 12、压井液从钻头返至地面的时间（分）
Va —环空容积，m3； ()0
01ρρρρρ--=s s G Q
V t d d 601000=Q V t a a 601000=()gH P P K L m Tf 111ρρρρ-+=1ρK
ρm
ρ
Q —压井排量，l/s 。
思考题为例：钻进时发生溢流关井，已知井深3200米，密度1.25。关井10分钟测得关井立压5 MPa ，关井套压6.5 MPa ，溢流增量2.5方。钻头直径215.6mm ，技套内径224mm ，下深2400，钻杆外径 127mm ，内径108.6mm ，假设无钻铤，低泵冲排量10升/秒,泵压3.8 MPa.计算压井数据,简述工程师压井步骤.
解: 计算压井数据:
(1)溢流在环空中占据的高度
hw=ΔV/Va=2.5/(0.785*(0.2152-0.1272))=106米
(2)溢流种类的密度ρw=ρm- (Pa-Pd)/0.0098 hw
ρw=1.25-(6.5-5)/0.0098*106=0.868 g/cm3
判定溢流为油水混合溢流.
(3) 地层压力 Pp =Pd ＋ρm gH
Pp=5+0.0098*1.25*3200=44.2 MPa
(4)压井密度 ρ压=ρm ＋Pd/gH
ρ压=1.25+5/0.0098*3200=1.41 g/cm3,(施工中可考虑附加系数0.05-0.1).
(5)初始循环压力 =低泵速泵压＋关井立压=3.8+5=8.8 MPa
(6)终了循环压力= （压井密度/原密度）X 低泵速泵压
=(1.41/1.25)*3.8=4.3 MPa
(7) 压井液到达钻头时时间（分） =(1000*(0.785*0.1082*3200))/60*10=48.8分钟.
Q
V t d d 601000
(8) 压井液从钻头返至地面的时间（分）
先计算V a =800*(0.785*(0.21592-0.1272)) +2400*(0.785*(0.2242-0.1272)=19.1+64.2=83.3方
t a =(1000*83.3)/60*10=138分钟
(9)最大允许关井套压Pamax =（ρ破密度－ρm ）0.0098H =(
工程师压井施工步骤:（录资料、计算压井数据、填写压井施工单、配好压井液）
(1)缓慢开泵（泵入压井液），逐渐打开、调节节流阀，使套压=关井套压，排量到达压井排量。
（2）保持压井排量不变，压井液由地面—钻头这段时间内，调节节流阀，使立管压力由初始循环立压逐渐下降到终了循环压力，
（3）压井液由钻头—地面上返过程中，调节节流阀，保持终了循环压力不变，直到压井液返出井口，停泵关井，（检查关井套压、立压是否为零，如为零，开井无外溢压井成功。
司钻法压井施工步骤:（录资料、计算压井数据、填写压井施工单、配好压井液）
第一循环周用原浆循环排除溢流
(1)缓慢开泵，逐渐打开、调节节流阀，使套压=关井套压，排量到达压井排量。
Q
V t a a 601000
（2）保持压井排量不变，调节节流阀使立管压力=初始循环立压，在整个循环周保持不变，（调节流阀时注意压力传递迟滞现象，液柱压力传递速度为300米/秒,）.
(3)溢流排除,停泵关井,则关井立压=关井套压.
第二循环周泵入压井液
(1)缓慢开泵，迅速打开、调节节流阀，使关井套压不变，
（2）排量到达压井排量并保持不变，压井液由地面—钻头过程中，调节节流阀，控制套压==关井套压,并保持不变，(也可以控制立压由初始循环压力逐渐下降到终了循环压力)
（3）压井液由钻头—地面上返过程中，调节节流阀，控制立压=终了循环压力不变，直到压井液返出井口，停泵关井，（检查关井套压、立压是否为零，如为零，开井无外溢压井成功）。
13.配制1 m3加重钻井液所需加重材料计算
式中G —需要的加重材料重量，吨；
ρs—加重剂密度，g/cm3；
ρ1—加重后的钻井液密度，g/cm3；
ρo—原钻井液密度，g/cm3；
例:已知原密度ρo=1.2 g/cm3,求加重到ρ1=1.35 g/cm3.。配置新浆191 m3.求（1）需重晶石的代数；
(2)重晶石占的体积（原浆需排掉的体积）
（3）最终体积
解：（1）配置1 m3新浆需重晶石的重量
G=（4.25（1.35-1.2））/(4.25-1.2)=0.209吨配置191 m3密度1.35的新浆,故需重晶石
=0.209*191=33.922吨=33922 Kg
每袋重晶石50 Kg, 故需重晶石代数为
=33922/50=799袋
(2)重晶石占的体积V=33.922/4.25=7.982 m3
（3）最终体积,原浆去掉7.982 m3,因为加重后增加了7.982 m3,最终体积为191 m3.
14.油气上窜速度V=(H油--(H钻头/t迟).t)/t静
H油：油气层深度（米）
H钻头：循环泥浆时钻头所在的井深（米）
T迟：H钻头时的迟到时间（分）
t—开泵至见到油气时间（分）
t静—上次停泵至本次开泵总时间（分）
15.地层破裂压力:P破=P漏+0.0098*ρ*H
16. 地层破裂压力当量密度:ρ破=( P漏压力/0.0098*H)+ρ原密
例:
17.气体的运移计算
(1)气体运移的高度米:H=(P终关井压力-P初关井压力)/0.0098*ρ原密.
(2) 气体运移速度:V=H/( t终关井时刻- t初关井时刻)
例:气体运移:已知在01:43溢流关井, 初关井压力2.241MPa;在02:25压力增到4.378MPa;井内密度1.41.求：
(1)气体运移的高度=(4.378-2.241)/0.0098*1.41=154.5米
（2）气体运移速度:V=154.5/( 42分钟/60)=221米/时
18.非常规压井方法:不具备常规压井方法的条件而采用的压井方法，如空井井喷、钻井液喷空的压井等。
一、平衡点法
1.适用于井内钻井液喷空后的天然气井压井，
2.要求防喷器完好并且关闭，钻柱在井底，
3.这种压井方法是一次循环法在特殊情况下的具体应用。
4.原理：设钻井液喷空后，环空存在一“平衡点”。所谓平衡点，即压井钻井液返至该点时，井口控制的套压与平衡点以下压井钻井液静液柱压力之和能够平衡地层压力。
5.压井时，保持套压等于最大允许套压；当压井钻井液返至平衡点后，可采用压井排量循环，控制立管总压力等于终了循环压力，直至压井钻井液返出井口，套压降至零。
平衡点按下式求出 式中H B ——平衡点深度，m ；
PaB ——最大允许控制套压，MPa ；
根据上式，压井过程中控制的最大套压等于“平衡点”以上至井口压井钻井液静液柱压力。当压井钻井液返至“平衡点”以后，随着液柱压力的增加，控制套压减小直至零，压井钻井液返至井口，井底K
aB
B P H ρ0098.0=
压力始终维持一常数，且略大于地层压力。因此，压井钻井液密度的确定尤其要慎重。
二、置换法
1.当井内钻井液已大部分喷空，同时井内无钻具或仅有少量钻具，不能进行循环压井，
2.压井钻井液可以通过压井管汇注入井内，这种条件下可以采用置换法压井。通常情况下，由于起钻抽汲，钻井液不够或不及时，电测时井内静止时间过长导致气侵严重引起的溢流，经常采用此方法压井。
3.具体作法：向井内泵入定量钻井液，关井一段时间，使泵入的钻井液下落，然后放掉一定量的套压。套压降低值与泵入的钻井液产生的液柱压力相等，即： ΔPa ——套压每次降低值，MPa ；
ΔV ——每次泵入钻井液量，m3；
ΔVh ——井眼单位内容积，m3/m
4.重复上述过程就可以逐步降低套压。一旦泵入的钻井液量等于井喷关井时钻井液罐增量，溢流就全部排除了。
5.置换法进行到一定程度后，置换的速度将因释放套压、泵入钻井液的间隔时间变长而变慢，此时若条件具备下钻到井底，采用常规压井方法压并。下钻时，钻具应装有回压阀，灌满钻井液。当钻具进入井筒钻井液中时，还应排掉与进入钻具之体积相等的钻井液量。 置换法压井时，泵入的加重钻井液的性能应有助于天然气滑脱。 h
K a V V P ?=?ρ0098.0
三、压回法
1.所谓压回法，就是从环空泵入钻井液把进井筒的溢流压回地层。此法适用于空井溢流，天然气溢流滑脱上升不很高、套管下得较深、裸眼短，具有渗透性好的产层或一定渗透性的非产层。特别是含硫化氢的溢流。
2. 具体施工方法：以最大允许关井套压作为施工的最高工作压力，挤入压井钻井液。挤入的钻井液可以是钻进用钻井液或稍重一点的钻井液，挤入的量至少等于关井时钻井液罐增量，直到井内压力平衡得到恢复。使用压回法要慎重，不具备上述条件的溢流最好不要采用。
四、低节流压井方法
1.指发生溢流后不能关井，关井套压超过最大允许关井套压，因此只能控制在接近最大允许关井套压的情况下节流放喷。
1）不能关井的原因：
（1）高压浅气层发生溢流；
（2）表层或技术套管下得太浅；
（3）发现溢流太晚。
2）压井原理
低节流压井就是在井不完全关闭的情况下，通过节流阀控制套压，使套压在不超过最大允许关井套压的条件下进行压井。当高密度钻井液在环空上返到一定高度后，可在最大允许关井套压范围内试行关
井，关井后，求得关井立管压力和压井钻井液密度，然后再用常规法压井。
3）减少地层流体的措施：
低节流压井过程中，由于井底压力不能平衡地层压力，地层流体仍会继续侵入井内，从而增加了压井的复杂性，为减少地层流体的继续侵入。则可以：
（1）增大压井排量，可以使环空流动阻力增加，有助于增大井底压力；
（2）提高第一次循环的压井液密度，高密度压井液进入环空后，能较快地增加环空的液柱压力，抑制地层流体地侵入。
（3）如果地层破裂压力是最小极限压力时，当溢流被顶替到套管内以后，可适当提高井口套压值。
这种方法实际上就是工程师法的具体应用，只是将钻头处当成“井底”。根据关井立压确定暂时压井液密度和压井循环立管压力的方法同工程师法类似，但是要注意此时的低泵速泵压需要重新测定。压井循环时，在压井液进入环空前，保持压井排量不变，调节节流阀控制套压为关井套压并保持不变；压井液进入环空后，调节节流阀控制立压为终了循环压力并保持不变。直到压井液返至地面，至此替压井液结束。此时关井套压应为零。
井口压力为零后，开井抢下钻杆，力争下钻到底，下钻到底后，则用司钻法排除溢流，即可恢复正常。
如下钻途中，再次发生井涌，则重复上述步骤，再次压井后下钻。
2）等候循环排溢流法
这种方法是：关井后，控制套压在安全允许压力范围内，等候天然气溢流滑脱上升到钻头以上，然后用司钻法排除溢流，即可恢复正常。通常，天然气在井内钻井液中的滑脱上升速度大致为270～360米/小时。
2、井内无钻具的空井压井
溢流发生后，井内无钻具或只有少量的钻具，但能实现关井。这种情况通常是由于起钻时发生强烈的抽汲或起钻中未按规定灌够钻井液，使地层流体进入井内，或因进行电测等空井作业时，钻井液长期静止而被气侵，不能及时除气所造成。
在空井情况下发生溢流后，不能再将钻具下入井内时，应迅速关井，记录关井压力。然后用体积法（容积法）进行处理
体积法的基本原理是控制一定的井口压力以保持压稳地层的前提下，间歇放出钻井液，让天然气在井内膨胀上升，直至上升到井口。操作方法是：先确定允许的套压升高值，当套压上升到允许的套压值后，通过节流阀放出一定量的钻井液，然后关井，关井后气体又继续上升，套压再次升高，再放出一定量的钻井液，重复上述操作，直到气体上升到井口为止。
气体上升到井口后，通过压井管线以小排量将压井液泵入井内，当套压升高到允许的关井套压后立即停泵。待钻井液沉落后，再释放气体，使套压降低值等于注入钻井液所产生的液柱压力。重复上述步骤，直到井内充满钻井液为止。
根据实际情况，也可以采用压回法或置换法压井。
3、又喷又漏的压井
即井喷与漏失发生在同一裸眼井段中的压井。这种情况需首先解决漏失问题，否则，压井时因压井液的漏失而无法维持井底压力略大于地层压力。根据又喷又漏产生的不同原因，其表现形式可分为上喷下漏，下喷上漏和同层又喷又漏。
1）上喷下漏的处理
上喷下漏俗称“上吐下泻”。这是因在高压层以下钻遇低压层（裂缝、孔隙十分发育）时，井漏将使在用钻井液和储备钻井液消耗殆尽，井内得不到钻井液补充，因液柱压力降低而导致上部高压层井喷。其处理步骤是：
（1）在高压层以下发生井漏，应立即停止循环，定时定量间歇性反灌钻井液，尽可能维持一定液面来保持井内液柱压力略大于高压层的地层压力。
确定反灌钻井液量和间隔时间有三种方法：第一种是通过对地区钻井资料的分析统计出的经验数据决定；第二种是测定漏速后决定；第三种是由建立的钻井液漏速计算公式决定。最简单的漏速计算公式是：
Q=πD2h/4T
式中Q——漏速，m3/h；
h——时间T内井筒动液面下降高度，m；
T——时间T，h；
D——井眼平均直径，m。
（2）反灌钻井液的密度应是产层压力当量钻井液密度与安全附加当量钻井液密度之和。
（3）也可通过钻具注入加入堵漏材料的加重钻井液。
（4）当漏速减小，井内液柱压力与地层压力呈现暂时动平衡状态后，可着手堵漏并检测漏层的承压能力，堵漏成功后就可实施压井。
2）下喷上漏的处理
当钻遇高压地层发生溢流后，提高钻井液密度压井而将高压层上部某地层压漏后，就会出现所谓下喷上漏。处理方法是：立即停止循环，定时定量间歇性反灌钻井液。然后隔开喷层和漏层，再堵漏以提高漏层的承受能力，最后压井。在处理过程中，必须保证高压层以上的液柱压力大于高压层的底层压力，避免再次发生井喷。隔离喷层和漏层及堵漏压井的方法主要是：
（1）通过环空灌入加有堵漏材料的加重钻井液，同时从钻具中注入加有堵漏材料的加重钻井液。加有堵漏材料的钻井液，即能保持或增加液柱压力，也可减小低压层漏失和堵漏。
（2）在环空灌入加重钻井液，在保持或增加液柱压力的同时，注入胶质水泥，封堵漏层进行堵漏。
（3）上述方法无效时，可采用重晶石塞—水泥—重晶石塞—胶质水泥或注入水泥隔离高低压层，堵漏成功后继续实施压井。
3）同层又喷又漏的处理
同层又喷又漏多发生在裂缝、孔洞发育的地层，或压井时井底压力与井眼周围产层压力恢复速度不同步的产层。这种地层对井底压力变化十分敏感，井底压力稍大则漏、稍小则喷。处理方法是：通过环空或钻具注入加重后的钻井液，钻井液中加入堵漏材料。此法若不成功，可在维持喷漏层以上必需的液柱压力的同时，采用胶质水泥或水泥堵漏，堵漏成功后压井。
4、浅井段溢流的处理
浅层段溢流的处理，在有井口装置或允许最大关井套压很低的情况下，建议采用非常规压井方法中介绍的方法进行处理。在未安装防喷器，条件具备的情况下应抢下钻具，为处理溢流提供必需的通道，根据现场的具体情况进行处理，在处理过程中，因缺乏井口控制装置，要十分注意人员安全，防止井口着火。
井控作业中的错误作法会带来不良后果，轻者会拖延井内压力系统实现动平衡的时间，重者会造成井喷失控，甚至井喷失控着火。
七、井控作业中易出现的错误做法
1、发现溢流后不及时关井、仍循环观察
这只能使地层流体侵入井筒更多，尤其是天然气溢流，在气体向上运移的过程中因体积膨胀而排替出更多的钻井液。此时的关井立管压力就有可能包含圈闭压力，据此计算的压井钻井液密度就偏高，压井时立管循环总压力、套压、井底压力也就偏高；发现溢流后继续循环还可能诱发井喷，增加压井作业的难度。所以，发现溢流或疑似溢流，必须毫不犹豫地关井。
2、发现溢流后把钻具起到套管内
操作人员担心关井期间钻具处于静止状态而发生粘附卡钻，即使钻头离套管鞋很远也要将钻具起到套管内，从而延误了关井时机，让更多的地层流体进入了井筒，其后果是所计算的压井钻井液密度比实际需要的偏高。其实，处理溢流时防止钻具粘附卡钻的主要措施是尽可能地减少地层流体进入井筒。
3、起下钻过程中发生溢流时仍企图起下钻完
这种情况大多发生在起下钻后期发生溢流时，操作人员企图抢时间起完钻或下钻完。但往往适得其反，关井时间的延误会造成严重的溢流，增加井控的难度，甚至恶化为井喷失控。正确方法是关井后压井，压井成功后再起钻或下钻
4、关井后长时间不进行压井作业
对于天然气溢流，若长时间关井天然气会滑脱上升积聚在井口，使井口压力和井底压力显著升高，以致会超过井口装置的额定工作压力、套管抗内压强度或地层破裂压力。若长期关井又不活动钻具，还会造成卡钻事故。
5、压井钻井液密度过大或过小
时常会因为地层压力求算不准确，而使得压井钻井液密度偏高或便低。压井钻井液密度过大会造成过高的井口压力和井底压力，过小会使地层流体持续侵入而延长压井作业时间。
6、排除天然气溢流时保持钻井液罐液面不变
地层流体是否进一步侵入井筒，取决于井底压力的大小。排除天然气溢流时，判断井底压力是否能够平衡地层压力，天然气是否在继续侵入井内，不能根据钻井液罐液面升高来判断。若把保持井底压力大于地层压力等同于保持钻井液罐液面不变，唯一的办法是关小节流阀，不允许天然气在循环上升中膨胀，其后果是套压不断升高、地层被压漏、甚至套管断裂、卡钻，以致发生地下井喷和破坏井口装置。注：排除溢流保持钻井液罐液面不变的方法仅适于不含天然气的盐水溢流和油溢流。
7、企图敞开井口使压井钻井液的泵入速度大于溢流速度
当井内钻井液喷空后，因其它原因无法关井，在不控制一定的井口回压，企图在敞开井口的条件下，尽可能快地泵入压井液建立起液柱压力，把井压住往往是不可能的。尤其是天然气溢流，即使以中等速度侵入井筒，它从井筒中举出的钻井液也比泵入的多。该做法的实际后果是替喷，造成溢流以更大的量和速度进入井筒。
8、关井后闸板刺漏仍不采取措施
闸板刺漏将造成闸板胶芯不能密封钻具，若不及时处理则刺漏愈加严重，甚至会刺坏钻具，致使钻具断落。正确的作法是带压更换闸板，为压井提供保证。
四种常规压井方法
四种常规压井方法 四种常规压井方法 1、边加重钻井液边循环压井法。这种处置方法可以在最短的时间防喷制住溢流，使井控装置承受的压力最小、承压时间最短，可以减少钻具粘卡等井下事故，因此是最安全的，但这种处置方法计算较复杂，需要进行许多的计算。 2、继续关井，先加重钻井液，再循环压井(等待加重法或工程师法)法。该处置可以在一个循环周完成，所需时间最短，井口压力较小，也较安全，压井多采用这种方法，但是关井时间长，对循环不利，因此该方法效果的好坏关键取决于是
否能迅速加重钻井液。以不变的泵速循环注入加重钻井液；在加重钻井液到达钻头的过程中，调节节流阀使立压由初始循环值下降到终了循环值(加重钻井液低泵冲泵压)，使套压值保持不变；当加重钻井液到达钻头后向环空上返过程中，立压值保持不变，套压值逐渐下降，当加重钻井液到达井口时，套压降为零，重建起地层——井眼压力平衡，压井结束。 3、先循环排出受侵污的钻井液，关井、加重钻井液，再循环压井(两步控制法或司钻法)法。这种处置相对来说是安全的，技术上也比较容易掌握，但需要最长的时间和最大程度的应用井口装置。钻井液在第一个循环周内未加重，因此立
压不变(或初始与终了循环压力相等)，同时第一循环周结束，关闭节流阀时，套压应该等于立压。 4、先循环排出受侵污的 4、先循环排出受侵污的钻井液，然后边加重钻井液边循环压井法。这种处置方法既复杂又需要时间更长。
附件1-13 井压井施工单年月日 井号井队 填表 人井 深 H0 M 垂深 H1M 原浆密 度γMg/m3 钻进 排量Q L/S 低泵冲泵 压P Ci MPa 漏失压 力 梯度Gf MPa/M 压井 排量Q k L/S 套管鞋 深度h M 钻柱内 容 积系数 V A L/M 钻头位 置 斜深H M 压井附加 密度γ e g/cm3 环空容 积 系数V B L/M 钻头位 置 垂深H2
基坑降水的非完整井流计算
基坑降水的非完整井流计算 【摘要】用三维边界单元法解决基坑施工中非完整井降水的渗流计算问题，为降水方案设计提供依据，并对降水过程作出预测。 【关键词】基坑降水基坑施工非完整井流计算 【Abstract】The seepage calculation for partly penetrated well dewatering is solved in foundation pit construction by the three dimensional boundary elements method.This provides the basis for the scheme design of dewatering,and can make a prediction for dewatering process. 【key words】foundation dewatering foundation pit construction calculation for partially penetrated well flow. 0前言 在建筑工程的深基坑施工过程中，往往要求将地下水位降到一定的深度之下，目的是使基坑的坑底面不积水，便于施工。另一方面，降低水位是为了减小基坑的水压力，防止坑底土层破坏或防止发生流砂、管涌等现象。同时基坑降水还能减小基坑侧壁的渗透压力，有助增加基坑侧壁的稳定性。因此基坑降水在深基坑工程中占有重要位置。在南方软土地区，由于地下水位浅，土质软弱，基坑降水的作用更加突出。 基坑降水的方案设计必须既科学又经济。降水方案首先要确保降水效果能够达到预期的目的，降水过程能够按预定计划有控制地实行；其次，应考虑降水工程的经济性，做到以尽量少的工程费用实现降水的目的。 节约降水费用的关键是设计最经济的井数、井深及降水井的合理布置。降水井的个数主要取决于单井的降水深度和单井的有效降深范围。由于上海地区浅部土层的渗透性较小，因此降水井附近的降落曲线较陡，使得降水影响范围较小。由于渗透缓慢，一味地增加井的深度并不能明显地增大降水影响范围。因此实际工程中的降水井往往是浅井，没有打穿含水层，使得降水井变成了非完整井。非完整井的渗流情况相当复杂，给计算增加了困难。 在经典理论中，对于非完整井的稳定流，通过作出简化假设，得出了些近似解，如半无限承压含水层中非完整井的В.П．Бабушкин巴布什金公式、含水层厚度有限时承压含水层中的非完整井的Muskat马斯克特公式。而对潜水非完整井，则通过将渗流区分为上下两区，将上段看作潜水完整井，将下段看作承压非完整井的方法来解决。经典
常用压井计算公式
常用压井计算公式 1、地层压力P P P P=P d+0.0098γH （地层压力=关井立管压力+静液柱压力）P d：关井立管压力，MPa。 γ：钻柱内未受侵泥浆密度，g/cm3. H:井深，m. 2、压井泥浆密度γ1 γ1= P P/(0.0098*H) (g/cm3) （=地层压力/gh 或Δγ= P d/(0.0098*H) (g/cm3) γ1：压井泥浆密度。 Δγ：平衡溢流时所需的泥浆密度增值。 3、加重材料用量W W=V1*γ0(γ1-γ)/(γ0-γ1) (吨) γ0：加重材料比重，石灰石2.42g/cm3，重晶石4.2 g/cm3 V1：原浆体积，m3 4、不同密度下关井允许最大套压值计算 P2=P-0.0098γ2H=P1-0.0098(γ2-γ)H (MPa) P=0.0098γH+P1 (MPa) P:套管鞋或井漏堵漏处承压试验时该处所承受的最大压力 P1:关井试压时套压值，MPa。 γ:试压时泥浆密度，g/cm3. γ2:溢流关井时的泥浆密度，g/cm3. 5、低泵冲试验或计算求取P CI。使用排量大约为正常钻进的
1/3--1/2排量循环，测得其泵压值；其对应的泵压值大约为正常钻进时的1/9—1/4泵压(Q∝P2)。 最大允许关井套压计算公式 公式1 P = [(Pt×H/1000)-Pj]×80% 单位：（MPa） Pj（泥浆静液柱压力）=0.00981×H×R ——单位：（MPa） 试中（1）P：最大允许关井套压（MPa） （2）H：计算时的垂直井深（m） （3）80%：计算保险系数（无单位） （4）R：下次钻进时最高钻井液密度（g/cm3） 地层破裂压力梯度（Pt）单位：（KPa/ m） Pt（地层破裂压力梯度）=[(P1/H1+ P2/H2……Pn/Hn)/n] ×1000 试中（1）P1、P2……Pn：地层破裂压力（MPa） （2）H：P压力所对应的井深（m） （3）n：所取P的点数 公式2 P = (Pt- Pj) H 试中P：最大允许关井套压（KPa） Pt：地层破裂压力梯度（KPa/m） Pj：泥浆静液柱压力梯度（KPa/m） H：套管鞋处井深（m） 公式3（经验公式）
承压-潜水非完整井计算公式
基坑降水、土方、支护工程 降水设计计算书 一、设计计算依据 1、岩土工程勘察报告； 2、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99； 3、其它相关资料。 二、计算过程 本次计算采取如下程序： 本工程采用承压-潜水非完整井计算基坑涌水量。
公式一： )R (1lg h -M)M -2H 366.10 2r k Q +=（ 式中：Q ——基坑涌水量(m 3/d) k ——渗透系数(m/d),10 S ——水位降深(m),7.0m R ——引用影响半径(m),R=kH s 2=230m r 0——基坑半径(m),F F r 564.0/0==π=104.5m F ——基坑面积(m 2)，本工程暂取34358m 2 l ——过滤器有效工作部分长度 H ——初始静止水位至井底的距离 h ——基坑底至井底的距离 M ——承压含水层厚度(m),27.0 计算得：Q=2969.9m 3/d 根据我公司多年施工经验，根据规范所计算涌水量往往比实际小很多，本工程根据经验，按两倍理论量计算涌水量，即涌水量为：2969.9×2=5940 m 3/d
公式二： 3 120q k l r s π= 式中：q ——管井的出水量(m 3/d) s r ——过滤器半径（m ） l ——过滤器浸部分段长度(m),2.0 k ——含水层渗透系数(m/d),380 计算得：q =182.40m 3/d 公式三： q Q n 1.1= 计算得井数为：n ≈36 公式四： T y Z ir c h L +++++=0 式中：L ——井深(m) h ——基坑深度(m),5.5 c ——降水水面距基坑底的深度(m),1.0 i ——水力坡度，取0.03 Z ——降水期间地下水位变幅(m),0.5 y ——过滤器工作部分长度(m),2.0
压井计算公式
井控公式 1.静液压力：P=0.00981ρ H MPa ρ-密度g/cm3；H-井深 m。 例:井深3000米，钻井液密度1.3 g/cm3，求：井底静液压力。 解：P=0.00981*1.3*3000=38.26 MPa 2,压力梯度： G=P/H=9.81ρ kPa/m =0.0098ρMPa； 例：井深3600米处，密度1.5 g/cm3，计算井静液压力梯度。 解：G=0.0098*1.5=0.0147MPa=14.7kPa/m 3.最大允许关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρm）0.0098H MPa H—地层破裂压力试验层（套管鞋）垂深，m。 Ρm—井密度 g/cm3 例;已知密度1.27 g/cm3,套管鞋深度1067米，压力当量密度1.71 g/cm3，求：最大允许关井套压 解; Pamax =（1.71－1.27）0.0098*1067=4.6 MPa 4.压井时（极限）关井套压 Pamax =（ρ破密度－ρ压）0.0098H MPa Ρ压—压井密度 g/cm3 （例题略） 5.溢流在环空中占据的高度 hw=ΔV/Va m ΔV—钻井液增量(溢流)，m3； Va—溢流所在位置井眼环空容积，m3/m。 6.计算溢流物种类的密度ρw=ρm- (Pa-Pd)/0.0098 hw g/cm3； ρm—当前井泥浆密度，g/cm3； Pa —关井套压，MPa； Pd —关井立压，MPa。
如果ρw在0.12～0.36g/cm3之间，则为天然气溢流。 如果ρw在0.36～1.07g/cm3之间，则为油溢流或混合流体溢流。 如果ρw在1.07～1.20g/cm3之间，则为盐水溢流。 7.地层压力 Pp =Pd＋ρm gH Pd —关井立压，MPa。 ρm—钻具钻井液密度，g/cm3 8.压井密度ρ压=ρm＋Pd/gH 9、(1)初始循环压力 =低泵速泵压＋关井立压 注：在知道关井套压，不清楚低泵速泵压和关井立压情况下，求初始循环压力方法：（1）缓慢开节流阀开泵，控制套压=关井套压（2）排量达到压井排量时，保持套压=关井套压，此时立管压力=初始循环压力。 (2)求低泵速泵压：(Q/Q L)2=P/P L 例：已知正常排量=60冲/分，正常泵压=16.548MPa,求：30冲/分时小泵压为多少？ 解：低泵速泵压P L=16.548/(60/30)2=4.137 MPa 10.终了循环压力= （压井密度/原密度）X低泵速泵压 （一）注：不知低泵速泵压，求终了循环压力方法：（1）用压井排量计算出重浆到达钻头的时间，此时立管压力=终了循环压力。边循环边加重压井法
钻井各种计算公式
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
煤矿井下低压开关整定计算公式
煤矿井下低压开关整定 计算公式 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
低防开关整定计算一、过流保护： 1、整定原则: 过流整定选取值 I 过流应依据开关可调整范围略大于或等于所带设备额定电流Ie。如果低防开关带皮带负荷，为躲过皮带启动电流，过流整定值 I 过流应依据开关可调整范围取所带设备额定电流Ie 的倍。低防总开关过流整定值考虑设备同时运行系数和每台设备运行时的负荷系数（取同时系数 K t =－，负荷系数取K f ＝－），在选取时总开关过流整定值应为各分开关（包括照明综保）过流整定值乘以同时系数K t 和负荷系数K f 。（依据经验，如果总开关所带设备台数较少，同时系数可取）。 2、计算公式（额定电流Ie） Ie=Pe/（ 3 Ue cosФ） Pe：额定功率（W） Ue：额定电压（690V） cosФ：功率因数（一般取）注：BKD1-400 型低防开关过流整定范围（40-400A） BKD16-400 型低防开关过流整定范围（0-400A）二、短路保护（一）、BKD16-400 型 1、整定原则：分开关短路保护整定值选取时应小于被保护线路末端两相短路电流值，略大于或等于被保护设备所带负荷中最大负荷的起动电流加其它设备额定电流之和，取值时应为过流值的整数倍，可调范围为3-10Ie。总开关短路保护整定值应小于依据变压器二次侧阻抗值算出的两相短路电流值，大于任意一台分开关的短路定值。选取时依据情况取依据变压器二次侧阻抗值算出的两相短路电流值－倍，可调范围为3-10Ie。 2、计算原则：被保护线路末端两相短路电流计算时，阻抗值从变压器低压侧算起，加上被保护线路全长的阻抗（总开关计算被保护线路的阻抗时，电缆阻抗忽略不计，只考虑变压器二次侧阻抗值）。被保护设备所带负荷中的最大负荷的启动电流按该设备额定电流的5－7 倍计算。 3、计算公式：（1）变压器阻抗：Z b （6000） =U d %×Ue 2 /Se U d %：变压器阻抗
最常用钻井液计算公式
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：
测井解释计算常用公式
测井解释计算常用公式目录 1. 地层泥质含量（Vsh）计算公式................................................ .. (1) 2. 地层孔隙度（υ）计算公式....................................... (4) 3. 地层含水饱和度（Sw）计算.......................................................... (7) 4. 钻井液电阻率的计算公式...................................................... . (12) 5. 地层水电阻率计算方法 (13) 6. 确定a、b、m、n参数 (21) 7. 确定烃参数 (24) 8. 声波测井孔隙度压实校正系数Cp的确定方法 (25) 9. 束缚水饱和度（Swb）计算 (26) 10．粒度中值（Md）的计算方法 (28) 11．渗透率的计算方法 (29) 12. 相对渗透率计算方法 (35) 13. 产水率（Fw） (35) 14. 驱油效率（DOF） (36) 15. 计算每米产油指数（PI） (36) 16. 中子寿命测井的计算公式 (36) 17. 碳氧比（C/O）测井计算公式 (38) 18．油层物理计算公式 (44) 19．地层水的苏林分类法 (48) 20. 毛管压力曲线的换算 (48) 21. 地层压力 (50) 22. 气测录井的图解法 (51) 附录：石油行业单位换算 (53)
测井解释计算常用公式 1. 地层泥质含量（Vsh ）计算公式 1.1 利用自然伽马（GR ）测井资料 1.1.1 常用公式 min max min GR GR GR GR SH --= (1) 式中，SH －自然伽马相对值； GR －目的层自然伽马测井值； GRmin －纯岩性地层的自然伽马测井值； GRmax －纯泥岩地层的自然伽马测井值。 1 2 12--= ?GCUR SH GCUR sh V (2) 式中，Vsh －泥质含量，小数； GCUR －与地层年代有关的经验系数，新地层取3.7，老地层取2。 1.1.2 自然伽马进行地层密度和泥质密度校正的公式 o sh o b sh B GR B GR V -?-?= max ρρ (3) 式中，ρb 、ρsh －分别为储层密度值、泥质密度值； Bo －纯地层自然伽马本底数； GR －目的层自然伽马测井值； GRmax －纯泥岩的自然伽马值。 1.1.3 对自然伽马考虑了泥质的粉砂成分的统计方法 C SI SI B A GR V b sh +-?-?= 1ρ (4) 式中，SI －泥质的粉砂指数； SI ＝（ΦNclay －ΦNsh ）/ΦNclay (5) （ΦNclay 、ΦNsh 分别为ΦN －ΦD 交会图上粘土点、泥岩点的中子孔隙度） A 、B 、C －经验系数。 1.2 利用自然电位（SP ）测井资料
钻井计算公式精典
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）
管井降水计算(潜水非完整井)
一、场地岩土工程情况 本工程位于包头市友谊大街以南,劳动路以东,万青路以西，在地貌上属于大青山山前冲洪积地貌。本场地地层结构和岩性如下： 第①层杂填土，以粉土为主，混少量建筑垃圾和生活垃圾，呈稍湿、松散状态。该层厚度在0.3～3.2m之间，层底标高在1052.62～1057.02m之间。 第②层粉砂，黄褐色，颗粒矿物成分为长石、石英石，均粒结构，天然状态下呈稍湿，稍密状态。该层厚度在0.3～4.2m之间，层底标高在1052.02～1054.06m之间。 第③层粗砂，黄褐色，颗粒矿物成分为长石、石英石，颗粒级配较好，混少量砾，局部分布有粉质粘士薄夹层。天然状态下呈稍湿～饱和，中密状态。该层厚度在3.4～6.6m之间，渗透系数为K=1.66×10-2cm/s。 第③1层细砂，黄褐色，颗粒矿物成分为长石、石英质，均粒结构，天然状态下呈稍湿～饱和，中密状态。该层以夹层或透镜体形式存在于第3层粗砂层中，该层厚度在0.4～2.2m之间，层底标高在1047.91～1050.61m之间，渗透系数为K=5.64×10-3cm/s。 第④层粉砂，黄绿色，颗粒矿物成分为长石、石英质，均粒结构，局部分布有粉土、粉质粘土薄夹层。天然状态下呈饱和，中密状态。该层厚度在4.3～9.4m之间，层底标高1039.21～1041.58m之间，渗透系数为K=2.24×10-3cm/s。 第⑤层粉质粘土，灰黑色，含云母，有光泽，略带腥臭味，含有机质，有机质含量为1.3～6.1%,无摇振反应，切口光滑，干强度中等，韧性中等。天然状态下呈可塑～软塑状态。该层中分布有粉砂、细砂及粉土薄夹层，局部含有薄层钙质胶结层。该层厚度在31.2～33.4m之间，层底标高在1006.57～1009.65m 之间，渗透系数为K=3.89×10-6cm/s。 地下水埋藏于自然地表下5.2～6.5m，标高在1049.64～1050.73m之间，属潜水。由于临近场地正在进行降水施工，水位受其影响，现场水位偏低，根据该区域的水文地质资料，该地下水年幅度变化在1.0～1.5M之间。
承压-潜水非完整井计算公式
承压-潜水非完整井计 算公式 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
基坑降水、土方、支护工程 降水设计计算书 一、设计计算依据 1、岩土工程勘察报告； 2、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99； 3、其它相关资料。 二、计算过程 本次计算采取如下程序： 本工程采用承压-潜水非完整井计算基坑涌水量。
公式一： ) R (1lg h -M)M -2H 366.10 2 r k Q +=（ 式中：Q ——基坑涌水量(m 3/d) k ——渗透系数(m/d),10 S ——水位降深(m), R ——引用影响半径(m),R=kH s 2=230m r 0——基坑半径(m),F F r 564.0/0==π= F ——基坑面积(m 2)，本工程暂取34358m 2 l ——过滤器有效工作部分长度 H ——初始静止水位至井底的距离 h ——基坑底至井底的距离 M ——承压含水层厚度(m), 计算得：Q=d 根据我公司多年施工经验，根据规范所计算涌水量往往比实际小很多，本工程根据经验，按两倍理论量计算涌水量，即涌水量为：×2=5940 m 3/d
公式二： 3 120q k l r s π= 式中：q ——管井的出水量(m 3/d) s r ——过滤器半径（m ） l ——过滤器浸部分段长度(m), k ——含水层渗透系数(m/d),380 计算得：q =182.40m 3/d 公式三： q Q n 1.1= 计算得井数为：n ≈36 公式四： T y Z ir c h L +++++=0 式中：L ——井深(m) h ——基坑深度(m), c ——降水水面距基坑底的深度(m), i ——水力坡度，取 Z ——降水期间地下水位变幅(m),
检查井计算
一、地面车辆荷载作用和地面超载作用标准值 0.7H i b 0.7H 0.7H i a 0.7H 图3 单轮作用 地面超载荷载工况1: 单轮压作用时 ,查《城市桥梁设计荷载标准》P12页 城-A 荷载参数 100vk Q kN = m b i 6.0= m a i 2.0= 竖向压力标准值 ) 4.1)(4.1(H b H a Q q i i vk d vk ++= μ 侧压力标准值 vk k hz q q 3 1,= 地面超载荷载工况2: 0.7H i a 0.7H 图4双轮作用 单轮压作用时 , 查《城市桥梁设计荷载标准》P12页 100vk Q kN = m b i 6.0= m a i 2.0= =b d 1.8-0.6=1.2m 双轮影响范围相交于地面下 857.07 .06 .0=m 当857.0->H m 时，竖向压力标准值取
) 4.1)(4.1(H b H a Q q i i vk d vk ++= μ 当857.0-≤H m 时，竖向压力标准值 ) 4.12)(4.1(2H d b H a Q q b i i vk d vk +++= μ 侧压力标准值 vk k hz q q 3 1,= 地面超载荷载工况3: 0.7H i a i a 0.7H a d 图5 四轮作用 单轮压作用时 , 查《城市桥梁设计荷载标准》P12页 kN Q vk 70= m b i 6.0= m a i 2.0= =b d 1.8-0.6=1.2m 2.04.1-=a d =1.2 由于b a d d =故 双轮影响范围相交于地面下 857.07 .06 .0= 当857.0->H m 时，竖向压力标准值取 ) 4.1)(4.1(H b H a Q q i i vk d vk ++= μ 当857.0-≤H m 时，竖向压力标准值 竖向压力标准值 ) 4.12)(4.12(4H d b H d a Q q b i a i vk d vk ++++= μ
压井液密度及材料计算
计算公式 压井液密度计算： 102p yl ρy= ρm + + ρe H ρy=压井液密度 ρm=原浆密度p yl=立管压力H=压井深度ρe =附加值0.05-0.1 压井液计算： 加重材料计算： ΡS V 1 (Ρ 1 -Ρ0) G= Ρ S - Ρ1 G=加重材料重量T Ρ S =材料密度重晶石=4.25 吨/方 KCL=1.984吨/方（最重可配液到1.16） Ρ 1 =压井液需要达到的密度吨/方 Ρ =原浆密度吨/方 V 1 =新浆体积
循环方式选择
目前用于井控的司钻法和工程师法都是用正循环，即从钻杆泵人，从环空将溢流循环出并。反循环压井方法简介 但用常规的司钻法和工程师法压并必须具备以下两个条件：（１）能安全关井；（２）在不超过套管与井口设备许用压力和地层破裂压力条件下能循环溢流出并。在实际钻井工作中往往遇到不具备上述两个条件的情况：一是浅层气，关并时地层强度不够；二是钻中深并进入井内的天然气 溢流量很大，这时无法使用常规司钻法和工程师法进行压并，而只能换用
能够降低最大套压及井内地层受力的其它压井方法，如超重泥浆压井法及反循环压井法等。本文对后者的工艺与计算要点给予说明。 １工艺要点 反循环压井方法是从环空泵人泥浆将井内溢流替入钻杆．由钻杆内上升到井口，在阻流器控制钻杆出口回压下排除油气溢流并进行压并。这种方法在修并中早巳广泛使用。因为修并时井内往往是没有固相的原油或盐水，且管柱下端多是开口的，不易被堵塞。修井或采油井口装置也容易转换成反循环方式。在钻井或完井作业中当并内泥浆含有岩屑进行反循环压并钻头水眼有被堵塞可能时，可只用反循环把溢流经钻扦内替出，以后再转用正循环压并。由于钻杆内总容积小，用反循环的时间短?可以减少堵塞钻头水眼的危险。国外文献中把这种用反循环排除溢流．再用正循环的方法也称为反循环压井法。由于它比修并中用的反循环法更为复杂，故本文主要对它给予说明。这种压井方法的主要步骤是： （１）在井内建立从环空泵人，沿钻拄上升通过阻流器排出的反循环通路；（２）从环空泵入原密度泥浆将溢流从环空替入钻柱。在这一过程中，套
压井计算公式
1. 压井基本数据计算 1) 溢流种类的判别 根据关井钻杆压力和关井套管压力、钻柱内钻井液流体密度等参数，先计算出溢流流体的压力梯度，再按此压力梯度的数据范围判断出溢流种类。 溢流压力梯度计算公式： …………………………………………（8－6） 式中：Gw――溢流流体压力梯度，MPa／m Gh――钻柱内钻井液柱压力梯度，MPa／m Gw＝0.01w W――钻柱内钻井液密度，g／cm3 P a――关井套压，MPa Pd――关井钻杆压力，MPa hw――溢流在井底的高度，m ………………………………………（8－7） 式中：Vb――溢流后循环池钻井液增量，升（L） Va――环空单位容积，升／米（L／m） θ――井斜角 表8－1 流体压力梯度与流体种类对照表 序号流体压力梯度MPa／m 流体种类 l 0.00118～0.00353 气体 2 0.0068～0.0089 油 3 0.0098 淡水 4 0.0101 海水 5 0 .0105～0.0118 地层水（盐水） 注：如流体压力梯度数据在上表的两者之间，则为这两者的混合物。 2) 关井钻杆压力的确定（即关井立压） 压井作业中，关井钻杆压力和套管压力是两个十分重要的参数。关井钻杆压力用于确定溢流种类，计算地层压力和压井液密度。关井套管压力用于提供回压和确定溢流种类参数。 发生溢流关井后，井内钻柱、环空和地层压力系统之间存在以下关系（见图8－5）：Pp＝Pd＋Pmd………………………………………（8－8） Pp＝Pa＋Pmd ＋Pw…………………………………（8－9） 式中：Pp――地层压力，MPa Pd――关井钻杆压力，Mpa Pa――关井套管压力，MPa Pmd――钻柱内钻井液柱压力，Mpa Pma――环空钻井液柱压力，MPa Pw――溢流柱静水压力，MPa 如果井底压力是稳定的，则可以根据关井钻杆压力和钻柱内钻井液柱压力求得地层压力。确定正确的关井钻杆压力有两种情况： (1) 钻柱中未装回压阀时的关井钻杆压力 关井10～15分钟后的立管压力为关井钻杆压力。因为一般情况下，关井后10～15分钟井眼周围的地层压力才能恢复到原始地层压力。恢复时间的长短与地层流体种类、地层渗透率和欠平衡压差等因素有关。 (2) 钻柱中装有回压阀时测定关井钻杆压力的方法：
第7章 压井工艺
第七章 压井工艺 压井是向失去压力平衡的井内泵入高密度的钻井液，并始终控制井底压力略大于地层压力，以重建和恢复压力平衡的作业。压井过程中，控制井底压力略大于地层压力是借助节流管汇，控制一定的井口回压来实现的。 一 压井基本数据计算 1 判断溢流类型 1）首先计算溢流物在环空中占据的高度 h w = ΔV/ V a 式中h w — 溢流物在环空中占据的高度，m ; ΔV — 钻井液罐增量，m 3 ; V a — 溢流物所在位置井眼单位环空容积，m 3/m 2）计算溢流物的密度 ρw =ρm －hw Pd Pa 0098.0 式中ρw — 溢流物的密度，g/cm 3； ρm — 当前井内泥浆密度，g/cm 3； P a — 关井套压，MPa ； P d —关井立压，MPa 。 如果ρ w 在0.12～0.36 g/cm 3之间，则为天然气溢流。 如果ρ w 在0.36～1.07 g/cm 3之间，则为油溢流或混合流体溢流。 如果ρw 在1.07～1.20 g/cm 3之间，则为盐水溢流。 2 地层压力P p
P p = P d＋ρm g H 式中ρm—钻具内钻井液密度，g/cm3 3 压井钻井液密度 ρk=ρm＋P d/gH 压井钻井液密度的最后确定要考虑安全附加值，同时其计算结果要适当取大。 4 初始循环压力 压井钻井液刚开始泵入钻柱时的立管压力称为初始循环压力。 P Ti = P d＋P L 式中P i—初始循环压力，MPa； P L—低泵速泵压，即压井排量下的泵压，MPa。 P L可用三种方法求得。 第一种方法：实测法。一般在即将钻开目的层时开始，每只钻头入井开始钻进前以及每日白班开始钻进前，要求井队用选定的压井排量循环，并记录下泵冲数、排量和循环压力，即低泵速泵压。当钻井液性能或钻具组合发生较大变化时应补测。 压井排量一般取钻进时排量的1/3～1/2。这是因为： 1）正常循环压力加上关井立压可能超过泵的额定工作压力； 2）大排量高泵压所需的功率，也许要超过泵的输入功率； 3）大量流体流经节流阀可能引起过高的套管压力，如果压井循环时，节流阀阻塞，可能导致地层破裂。 采用较低排量时，由于降低了泵等钻井设备负荷，也就提高了钻
井下作业常用计算公式
井下作业常用计算公式 井下作业公司试油二十七队 张新峰
一、注水泥塞施工： 1、水泥浆体积计算公式： ①、()()001.0k 14h 2d -D 2?+=π液V 式中：V ——应配水泥浆的体积；L D ——套管外径：mm d ——套管壁厚：mm h ——设计水泥塞厚度：m k ——附加系数（0.3—1.0） ②、()?-=210H H V 液V K V ——应配水泥浆的体积；L V 0——每米套管内容积；L H 1——注水泥塞时管柱尾深；m H 2——反洗井深度；m K ——取1.5 2、干水泥用量： ρρρρρ--=121V G G ——所用干水泥用量；Kg V ——配水泥浆的体积；L 1ρ——干水泥密度； 3.15L g K
2ρ—— 水泥浆密度；1.853cm g ρ——水的密度；1 3、清水用量： 1 G V Q ρ-= Q —— 清水用量：L V ——应配水泥浆的体积；L G ——所用干水泥用量；Kg 1ρ——干水泥密度； 3.15L g K 4、顶替量： 附 液V V V V H 0111+???? ??-=V 液V —— 顶替量；L H 1——注水泥塞时管柱尾深；m V ——应配水泥浆的体积；L 1 1V ——套管容积减去油管体积的每米容积； L 0v ——油管每米容积；m L 二、压井液密度： )1(102 k H p +?=ρ 式中：ρ=压井液密度；
P=地层中部压力； H=地层中部深度； K=附加系数（15%-30%）； 三、卡点的计算公式： P ?K =λL 式中：L ——卡点深度 m λ——油管平均伸长 cm P ——油管平均拉伸拉力，KN K ——计算系数，（Φ73mm 油管2450 Φ73mm 钻杆3800 Φ89mm 油管3750）
砂土地区潜水非完整井基坑降水计算的实例分析
2019年1月第41卷第1期 地下水 Ground water Jan. ,2019Vol. 41 NO. 1 砂土地区潜水非完整井基坑降水计算的实例分析 刘琦'，孙永梅' （1.辽宁省建筑设计研究院岩土工程公司，辽宁沈阳110005；2.辽宁省建设科学研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110005） ［摘要］以铁岭市某工程为例，由于含水层厚度较大，未提供含水层厚度，基坑涌水量无法直接计算，在含水 层厚度H 未知的情况，针对大口井降水利用马扎林公式计算等效含水层厚度H 。，从而可以计算潜水非完整井的单 井出水量为27 650 m'/d,从基坑内四口观测井观测结果看，达到了预期降水效果。 ［关键词］潜水非完整井；等效含水层厚度；基坑涌水量；管井降水 ［中图分类号］TU46*3 ［文献标识码］B ［文章编号］1004 -1184（2019）01 -0033 -02 某工程位于铁岭市西南的铁岭新城嵩山路西侧，地处辽 河流域为主的中西部平原。场地现状标高为55.51 -56.76 m,场地整体地势起伏不大。规划场地整平标高为56.00 ~ 56.50 m 。该项目的基坑最大开挖深度为9. 35 m,基坑长 215.0皿,宽74.3 m,采用1 ：1放坡喷栓支护。潜水稳定水位 埋深4.00 -4.80 m,本基坑周边无河流、湖泊等入渗，补给 来源主要为大气降水及地下水径流侧向补给，故降水设计的 边界条件为：基坑远离边界，采用管井降水方案。 但是由于含水层厚度较大，勘察过程未揭穿含水层，不 能提供含水层厚度，此情况下不能直接利用规范公式计算基 坑涌水量。基于以上问题，在含水层厚度H 未知的情况，针 对大口井降水需要利用马扎林公式计算等效含水层厚度H o , 从而可以计算潜水非完整井的单井出水量。 基坑总平面布置见图lo ___________________ _______ 231900 「降黑井 r 邦锹井申巒井8：隧水兀wiwt *陀煽 3闯或彌t 皿叫＜井 ... ... . ? ?? ；「. .. . .? 1 GS 一 2 215000 GS-3.L . 一…........ 人底盘地卜適昌 1 r 11..,12# -降水井 14# 〔降水井 '15#!降水井 图1基坑降水井平面布置图 表1各层土的渗透系数经验值 地层编号地层名称渗透系数K/m/d ①素填土 —②粘土0.02 ③粉质粘土 0.05 ④细砂8 ⑤粗砂30⑥砾砂 60 ⑦圆砾80 ⑧卵石 300 ⑨ 砾砂 50 1 工程地质条件 11水文条件 根据勘察报告，在基坑支护设计的深度内有一层地下 水，属潜水。主要赋存于砂类土和碎石类土中，其补给来源 主要为大气降水及地下水径流侧向补给，年变幅约1.0-2.0 m,勘察期间属枯水期，勘察期间实测潜水初见水位埋深 5.50 -8.00 m ；实测潜水稳定水位埋深4.00 -4.80 ni,水位 标高51. 15 -52.50 m o 该区域年历史最高水位约54.0 m o 表1为该场地各层土的渗透系数一览表。根据地区经验，结 合该工程的开挖深度，可取综合渗透系数=60 m/d o 12 地层条件 该场地地层属多元结构，典型地质剖面详见图2,地基土 分层描述如下： ① 填土 ：褐色，不均匀，松散，以黏性土为主，层厚1.00? 2. 90 m o ① I 杂填土：褐色，不均匀，松散，以黏性土为主，含碎砖 石、砂砾等，层厚1.30 -4.70 m o ② 黏土：褐黄色，均匀，硬可塑，属中压缩性土，层厚0.70 ~ 3. 10 m o ③ 粉质黏土：褐灰色.灰色及黑灰色，软可塑，属中压缩 性土，层厚 0. 60 ~ 5. 20 m 。 ③ I 细砂：褐灰色，稍密，湿，层厚0.20 m,该层呈透镜体 状局部分布于粉质黏土层中。 ④ 细砂：灰色，稍密，湿-饱和，层厚0.70 -6.20 m 。④ I 粉质黏土：灰黑色，不均匀，软塑，层厚0.20 -2.50 m 。⑤ 粗砂：灰色，中密，饱和，局部含黏性土夹层，层厚 0. 60 ~ 5. 30 m o ⑤ I 粉质黏土：灰色，灰黑色，软塑，层厚0.20 m,呈透镜 体状局部分布于中砂层中。 ⑥ 砾砂：灰色，中密，层厚1.20 -3.80 m 。⑦ 圆砾：灰色，中密，层厚1.20 - 13.30 m 。⑦ I 粉质黏土：灰黑色，不均匀，软塑，层厚0.20 m,呈透 镜体状局部分布于圆砾层中。 ⑧ 卵石：灰色，不均匀，饱和，中密，呈次圆状，局部揭露 揭露厚度5.70 ~ 1 1.50 m 。⑨ 砾砂:灰色，不均匀，密实，冰渍成因，仅局部揭露，揭 露厚度 3.00 -5.00 m 。 ［收稿日期］2018 - 1 1 - 14 ［作者简介］刘琦（1986 -）,男，山东曲阜人，注册岩土工程师，主要从事岩土工程勘察、设计及施工工作。 33
钻井各种计算公式
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?）