SY/T 5234-1991 喷射钻井水力参数计算方法 SY/T5234-1991 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5234--91
喷射钻井水力参数计算方法
1991-07-19发布
中华人民共和国能源部
1991-11-01实施
主题内容与适用范园
中华人民共和国石油天然气行业标准喷射钻井水力参数计算方法
本标准规定了石汕及天然气钻井中喷射钻井水力参数的计算方法。本标准适用于石油及天然气钻井中喷射钻井水力参数计筑。2计算公式中的符号、名称及单位（见表1）表1
并底而积
喷嘴而！
钻柱外径
钻头直径
钻杆外径
岩屑直径
钻杜内径
射漩冲出刃
环空净化系数
临界井深
钻井液板变系数
环空压耗系数
钻头压降系数
钻链压耗系数
钻铠内压糖系数
内压耗系数
钻杆压耗系数
钻杆内压耗系数
控面管汇压耗系数
钻柱长度
钻低长度
钻杆长度
黏头水功率
铝并泵实际水功率
钻升泵额定水功率
钻升液流性指数
环宝压糕
钻头点降
中华人民共和国能源部1991-07-19批准称
SY/T 5234--91
Pa·sn
1991-11-01实施
铝杜内压耗
钻杆正超
钻柱循环压芜
SY/T: 5234--91
铝井衰额定泵压
并泵工作压力
池雨管汇压耗
最先排最
额定排瑄
环空鸯诺数
钻头单位而积水功率
环空返速
临界返速
射流货遗
岩属滑萍速度
性粘度
钻光液精液
钻卉液密度
碧解密度
屌服值
新井泵水渐利月率
施转粘班计600r/min的读数
旅转粘度计300r/min的读数
旋转度计200r/min收读数
旋转计100t/min的读数
喷射钻井水力参数计算公式
塑性粘度
t0600—0300
癌服值
Ty-0.479(20900 —8Go0)
流性指数
n-3.32108
稠度系数
K0.4799a2
环空返速
3.6判断环空流态
3.6.1宾汉流体
SY/T 5234—91
30.864μ+t(30.864/4p)*×123.5tpm(DxD,)2j0.5240m(D—D,)
Re- 9800 (Dx-D,)u2p-
t(Dr--D,)+12vaus
wRe22100
Vue或Re<_2100
3.6.2 孵律流体
Ve—0.00508
V或2808素流
V.或Z<808
3.7岩臀滑落速度
2.04X10*m0.38K
0.071Dr.Cor
对于宾汉流体：
对于据律流体：
3.8环空净化系数
3.9地面管汇压耗
3.9.1宾汉流体
3.9.2馨律流体
(pmui)0.33a
+0.112-）
u=1075no.119
kes-3.767×10-tpmn-8upo-2
Pa=kQ!
ksp=8.09×10*4(1ogn+2.5),
4.088×10-1K
[4.093(3n+)
phpQ(12-(a-261.4-1om377
普内压耗
3.10.1 宾教流体
hr-7628pmo.Bupo.
3.10.2幂律流体
3.11环空压耗
3.11.1宾汶流体
Pi=RLO1
64846(1ogn+2.5)om [7.71×10-1d:Kds
2.546 × 10°(3#+1)
(1.4-1ogm)/）
p/=kiLQ++(n-21(1.1-101/7
lugn)ft
a．层流
3.11.2幂律流体
a。层流
循环压耗
钻头压降
钻井泵工作压力
射流喷速
射流冲击力
钻头水功率
SY/T 5234—91
(D-D)3(D+D)
76280mo-8up0.2
（D-D(+)8
0.004K1. [ 5.09×108Q(2n-1)
(Da-D)Ln(D:+D)(DaD)2
79419(10gn+2.5)pmL 56.2967 × 10~11K(D,+ D)*(D,-D)2(D:+D)(D-D)3
[5.09×10(2n-1),7
(1.4-10gn)/T
Ln(D)(Da=D)
pa=h,LQ=14+(4-2( 1.4~10g)])
ke-k+hpn*
khei+heu
Pe-pe+pea
he-.554.40m
F,-ouuQ
钻井泵实际水功率
钻头单位面积水功率
钻并泵水功率利用率
设计喷嘴总面积
N-1000V
3.22临界并深
3.22.1宾汉流体
a最大钻头水功率工作方戏
b，最大冲击力工作方式
3.22.2暴律流体
SY/T 5234—91
/554.4pQ2
P:—ppc
0.357p.-Q1.-L.Q1-*
e 0.526p--hpQ1BhoL.Q18
a最大钻头水率工作疗式
H.-.21+(n-2)(1.4-1ogn)
(a-+ReL)Q14+1-2(1.4-1021/7
Rori4+
b，最人冲击力工作方武
2)(1.4-lo)7
(hs,+.L)Qt14+(n-2)(1.1-10*)/728+(n-2)(1. 4-1agn)
haQt+(n-21.4-10en /
3.23最优排量
3.23.1宾汉流体
a。最大钻头水功率工作方武
b，最太冲击力工作方武
3.23.2幂律流体
a。最大钻头水功率工作方式
s+L+hl
2i+(n—2)(1.4-1agn)
b，最天冲击力工作方式
4公式使用说明
4.1用途
28+（(n=2)(1.4—10gn）
h+h,Le+h.Le
用于喷射钻兆水力参数设计租瓒射钻并水力参数分析。4.2注意事项
4—1agn?1
a：计算钻杆内压耗时，若钻杆接头内径与钻杆本体内径利等或比值大于85%，则可直接运用，公式，若接头内径与木体内轻比值在85%～了0%之间，则将接头长度累加一起，做为一段管杜单独计算压耗，再与钻杆本体压耗合并做为钻杆压耗。b，在计算临界并深和最优排量时，无论坏空是层流或素流状态，都必须用环空素流压耗系数代入公我。
SY/T 5234--91
℃。给出的宾汉和幕律两种流体计算公式应根据钻井液类型选用。4.3计算步骤
4.3.1常规水力参数设训，地附录A（参考件）中的A1。a，目的　
设计排量和喷嘴尺寸，使其充分发挥、合理分配功率。b，根据地层剖和钻头进尺把全并分成若干并段，即确定设计井深。C，根据地面设备和非下帮况选择适当泵型。缸套尺寸选择片，即对应有额定泵压力r，颊定排是Qro
d．选择某一种最优工作方式。
e．有相应的适合喷射钻并的钻并液设。f，确定钻并液流动模式，计算钻井液流变参数。9.用初选缸套的额定泵压和额定排量计算临界井深H，然后与钻头的起钻并深H比较。若H≤H，则Q=Q，按Qr、P设计喷嘴尺寸，若H>H，则计算Q后，按QP设计喷嘴尺寸（若Q，大了环空冲蚀排量，则按小于种蚀排量设计喷嘴）。注意：尽是选择组合喷嘴和双喷嘴。h用Q。计算环空净化系数f。。若/0.5则满足携岩要求，否则重复步骤c和g，再次检验，直至满足携君要求。
i.计算其他水力参数。
4.3.2水力参数分析，见附录A（参考件）中的A2。a．用途
根据实测数据，进行随钻水方参数分析战完钻资料处理。b，根据实测凝转粘度计读数确定钻并液流动模式，计算钻井液流变参数。c根据实际泵压、喷嘴等参数，用迭代法求排量。d。订算各水力参数。
注以1水力参数的计算，应在算机上由喷射钻丹水力参数设计和分桁序宪成。6
A1常规水力参数设计
A1.1般数据见表A1
铝头直径
设计并段Www.bzxZ.net
244.5mm套管下深
244.5mm套管平沟内径
钻杆外径
黏杯内径
销杆接头内径
钻链外径
钻链内径
钻挺长度
岩屑直径
老屑密度
钻井液密度
旋转粘度计读数000
SY/T 5234-~91
附激A
喷射钻井水力参数计算实例
(参考件）
D - 216mm
2810-3300m
D,=217mm
D,= 127mm
d.=108.6mm
D.=177.8mm
d,-71.4mm
L,-108m
Prc=2.5g/cm*
p-=1,20~1.25g/cma
40.00-45.01
25.0128.12
20.00~22.51
15.0116.87
选泵型、定排量及钻头进尺分段见表A2表A2
泵额定功率
征套尺寸
额定泵
绿排量范罔
第-只铝头钻进井段
第-二只钻头钻送并段
最优工作方式
额定排最
A1.3第-一只钻头水力参数设计
A1.3，1确定流型和计算钻液流变参数矿定流型
P,=20.6MPa
28.0~33.11./s
28103100m
3100--3300m
散大钻头水功率
Q,38.1874L/s
取儿液密度和旋转粘度计读数范围的上限。对4种剪切速率下的切应力进行一元回归。宾汉模式相关系数：1.000，
律模式相关系数：0.992克
选用宾汉流体模式。
b.计算钻井液流变参数见表A3
SY/T 5234—91
所用公武
计算确界开添碗定最优排量见表A4表A4
所汇公式
Q=Q按赖定排量锯进。
A1.3.3计算环究净化系数见表A5表A5
所川公武
(10)，(11)
f0.5排量可满足净化要求。Re>2100为紊流。A1.3.4设计喷嘴
14.$mPa-s
7.49 ×10-4
2.564×10-5
1.919x10-
5.65×10-7
5.34×10-
2.453×10-5
3.13G×10-8
由式（42）求得唢嘴总面积为230.86r1m。根锯组合喷嘴一天两小，小大喷嘴直径比小于0.6的扇则，装两个直径为7mm，-个直径为14mm喷嘴，其面积为230.911m。也可装两个不等径或等径喷，例：一个径为10m，一个直径为14mn，其面积为232.48。A1.3.5计算井深3100m处的其他参数见表A6表A6
所用公式
(14). (15),(16)(19).(23), (24)(28),(29),(30),(31).(32)
(33).(34)
148m/s
12.35*/mm*
SY/T 5234—91
N:/V，一D.71在泵要求的范围内。泵实际功率应为泵额定功率的75%以下，并持久二:作。A1.4第二只钻头水力参数设计
A1.4.1确定流型和计算钻并液流变参数a确延流型
取钻井液密度和旋转粘度计读数的下限。对4种剪切速率下的切应力遂行一元回归。宾汉模式相关系数：1.000；
幂律模式关系数：0.992,
选用宾汉流体模式。
b．订算钻并液流变参数见表A7
计算临界并探确定最优排量见表A8。表A8
H>H。时按最优排量钻进。
A1.4.3计筑环空净化系数见表A9数
所用公式
可A1.3.2中买用公式
所用公式
同A1.3.3中所月公式
同A1.3.3寸所川公式
同A1,3.3所用公武
同A1.3.3中所用公
f。>0.5时排量可满足净化要求。Rc2100为案流。16.89mFa - s
A1.4.4设计喷嘴
中公式（42）求得喷嘴而积为233.28m:m2。装两个直径为7mm，一个直径为14.25mm的喷嘴，其面积为236.45mm2，或装双喷嘴，例如：装直径8.73nm和点径15mm的双喷嘴，其面积为236.57mm2。本只钻头在并深3103m前，Q=Q；并深3103m斤，在泵压保持条件下，逐渐减少排量，直至井深3300m，排量为31.1L/s。
A1.4.5计算并深3300:m处的其它参数，非公式同41.3.5p=7.36Mpas
Pr=12.89MIus
P,=20.25MPa:
w --136r/s*
r--416kW;
W.--653kW
N.=11.35W/mm
F/-5498N
2水力参数分析
已知条件
钻头直径：
井深：
工作泵压：
平均井径：
钻杆外径：
钻杆内径：
钻杆接头内径：
钻链外径：
钻链内径：
钻链长度：
岩屑直径
岩屑密度：
钻托液密度：
喷嘴直径：
转粘度计读数：
SY/T 5234—81
D=216mm
If=2900ms
P.-20.6MPa,
D=220mm
D=127mm*
dr=108.6nm
D=177.8mm;
de-71.4nr3
prc=2.58g/cm3,
Om-1.20g/cm,
直径7mm的两个、直径13mm的一个，9600=45.93
Oggn=27.14
020n-20.88;
610=16.70。
A2.2确定流型和计算钻并液流变参数a。确定流型
宾汉模式相关系数：0.998
据律模式关系数：0.979，
选用宾汉模式。
b．计算钻并液流变参数，用公式（1）、（2）。μp-=18.79mPa - s
T,=4Pa
A2.3用选代法求排量
A2.4计算各参数（所用公式同A1.3.2、A1.3.3、A1.3.5）Pe.-6.15MPa:
P=14.45MPat
P,=20.6MPa:
j=147m/s:
Fy=-5467N:
Ng-446kW
W-637kW
7)—0.70
.=12.19W/mm2,
Da-1.219m/s 3
Re=2513;
W=0.142m/s#
f.=0.88。
SY/T5234--91
附加说明：
本标准由石油钻井工艺标准化分委员会提出，本标准由石油钻并正程专业标准化委员会归口。本标准由胜利石油管理局钻井工艺研究院负贵起卓。木标滩主要起草人口金信、丛祥生。11
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