钻井工程课后题(2)

22.钻柱在井下的运动形式有哪几种？

答：钻柱在井下的运动形式有以下四种：自转、公转、公转与自转的结合、整个钻柱或部分钻柱作无规则的旋转摆。

23.井下钻柱受到哪些力作用？最主要的作用力是什么？

答：（1）井下钻柱受到自重产生的拉力、钻压产生的压力、钻井液的浮力、摩擦阻力、循环压降产生的附加拉力、起下钻时产生的动载荷、扭矩、弯曲应力、离心力、外挤力、振动产生的交变应力；

（2）最主要的作用力是轴向力。

24.何谓钻柱中性点？为什么要保证中性点落在钻铤上？

答：钻柱上轴向力等于零的点称为钻柱中性点；中性点是钻柱受拉与受压的分界点，在它附近会产生拉压交变载荷，所以在钻柱设计中，中性点要落在刚度大，抗弯能力强的钻铤上，而不能落在强度较弱的钻杆上。

25.钻柱哪些部位受力最严重？都受到什么载荷作用？

答：钻柱受力最严重的部位：一、井口断面 它受拉力最大，扭矩最大；二、下部受压弯曲部分 它受交变轴向应力、弯曲应力、扭剪应力；三、中性点 它受拉压交变载荷。 26.钻柱设计应满足哪些要求？

答：钻柱设计应满足：一、强度要求，保证钻柱安全工作；二、尽量减轻整个钻柱的重力，以便在现有的抗负荷能力下钻更深的井。

27.在条件允许的情况下，为什么要尽可能选用大尺寸的钻柱？

答：使用大尺寸的钻柱具有以下优点：一、可用较少钻铤满足所需钻压的要求，减少钻铤，也可减少起下钻时连接钻铤的时间；二、提高了钻头附近钻柱的刚度，有利于改善钻并没钻头工况；三、钻铤和井壁的间隙较小，可减少连接部分的疲劳破坏；四、有利于防斜。 28.什么叫复合钻柱，使用复合钻柱有何优点？ 答：（1）复合钻柱是采用不同尺寸、或不同壁厚、或不同钢级的钻杆组成的钻杆柱。

（2）使用复合钻柱具有很多优点，它既能满足强度要求，又能减轻钻柱的重力，允许在一定钻机负荷能力下钻达更大的井深。

29.钻杆柱设计主要考虑哪种力的作用？强度条件是什么吗？ 答（1）钻杆柱设计时主要考虑了拉力的作用；

（2）钻杆柱设计的强度条件是钻杆柱任一截面上的静拉伸载荷不大于钻杆柱的最大安全静拉力。

30.什么叫最大安全静拉载荷?如何确定钻柱的最大安全静拉载荷？ 答：（1）最大安全静拉载荷是指允许钻杆所承受的由钻柱重力引起的最大载荷。

（2）目前确定钻柱的最大安全静拉载荷的方法有三种：安全系数法、设计系数法、拉力余量法，分别用这三种方法求解最大安全静拉载荷，然后从三者中取最低者作为最大安全静拉载荷。

31.某井用91/2in钻头，7in钻铤（qc=1632N/m）和5in钻杆（qp=284.N/m），设计钻压为180KN，

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钻井液密度为1.28g/cm，试计算所需要钻铤长度。 解：

KB?1?Lc??d1.28?1??0.836 ?s7.8SNWmax1.18?180??155.68(m)

qcKBcos?1.632?0.836若每根钻铤的长度10m，则需要钻铤16根。 答：计算所需要的钻铤长度为155.68m。

32.已知井深Dv=1500m，钻压W=14t，钻井液密度为1.38g/cm3，钻具结构为：81/2in钻头+61/2in钻铤200m(qc=136.24kg/m)+5in钻杆1300m(qc=29.04kg/m)。求中性点所在井深。 解：

KB?1?LN??d1.38?1??0.823?s7.8W14000??124.86(m)qcKB136.24?0.823

答：中性点在与井底124.86m处。

33.试计算由41/2in内外加厚，壁厚为10.92mm的E级钻杆和51/2in内外加厚，壁厚为