第四节 钻井常用计算公式
一、井架基础的计算公式
（一）基础面上的压力
nQO+QB
P基=
4
式中：P基——基础面上的压力，MPa；
n——动负荷系数（一般取1.25~1.40）；
QO——天车台的负荷=天车最大负荷+天车重量，t； QB——井架重量，t； （二）土地面上的压力
P地=P基+W
式中：P地——土地面上的压力，MPa;
P基——基础面上的压力，MPa; W——基础重量，t（常略不计）。 （三）基础尺寸 1、顶面积F1=
P基
B1
式中：F1——基础顶面积，cm2；
B1——混凝土抗压强度（通常为28.1kg/cm2=0.281MPa) 2、底面积F2=
式中：F2——基础底面积，cm2；
B2——土地抗压强度，MPa； P地——土地面上的压力，MPa。 3、基础高度
式中：H——基础高度，m；
F2、F1分别为基础的底面积和顶面积，cm2； P基——基础面上的压力，MPa；
B3——混凝土抗剪切强度（通常为3.51kg/cm2=0.351MPa）。 （二）混凝土体积配合比用料计算 1、计算公式
P地
B2
配合比为1∶m∶n=水泥∶砂子∶卵石。根据经验公式求每1m3混凝土所需的各种材料如下：
2、混凝土常用体积配合比及用料量，见表1-69。
表1-69 混凝土常用体积配合比及用料量
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 混凝土 用 途 体 积 混凝混凝混凝配合比 水泥 砂子 石子 水泥 石子 水泥 砂子 砂子 石子 土 土 土 333kg m3 m3 kg m3 kg m m m m3 m3 m3 1.坚硬土壤上的井架脚，小基墩井架脚，基墩的上部分。 1∶2∶4 335 0.45 0.90 744 2 2.22 372 0.5 1.11 1.35 2.70 2.99 2.厚而大的突出基1∶2.5∶5 276 0.46 0.91 608 墩。 3.支承台、浇灌坑穴及其他。 2 2.20 304 0.5 1.10 1.57 3.10 3.63 1∶3∶6 234 0.46 0.93 504 2 2.15 253 0.5 1.08 2.0 4.0 4.27 4.承受很大负荷和1∶1∶2 585 0.39 0.78 1500 冲击力的小基墩。 5.承受负荷不大的基墩。
二、井身质量计算公式 （一）直井井身质量计算 1、井斜角全角变化率
2 2.56 750 0.5 1.28 0.67 1.34 1.71 1∶4∶8 180 0.48 0.96 375 2 2.08 188 0.5 1.04 2.70 5.40 5.60 式中：Gab——测量点a和b间井段的井斜全角变化率，（°）/30m；
△Lab——测量点a和b间的井段长度，m； αa——测量点a点处的井斜角，°； αb——测量点b点处的井斜角，°；
△Φab——测量点a和b之间的方位差，△Φab=Φb-Φa，°。 2、井底水平位移
式中：SZ——井底水平位移，m；
NO——井口N座标值，m； Nn——实际井底N座标值，m； EO——井口E座标值，m； En——实际井底E座标值，m。 3、最大井斜角
根据井深井斜测量数据获取或井斜测井资料获得。 4、平均井径扩大系数
式中：Cp——平均井径扩大系数，无因次量
D实——实际平均井径，mm； Db——钻头名义直径，mm。 5、最大井径扩大系数
式中：Cmax——最大井径扩大系数，无因次量；
Dmax——实际最大井径，mm； Db——钻头名义直径，mm。 （二）定向井井身质量计算
1、井斜全角变化率计算公式同（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——设计井底座标，m； Nn——实际井底的N座标，m；
Ed——设计井底座标，m； En——实际井底的E座标，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——设计垂直井深，m； Hn——实际垂直井深，m。 4、定向井实际井底与设计井底的空间距离
式中：R——定向井实际井底与设计井底的空间距离，m；
△H——实际井底与设计井底的垂直距离，m； Ss——实际井底与设计井底的水平偏差距，m。 5、平均井径扩大系数计算同（一）4。 6、最大井径扩大系数计算同（一）5。
三、喷射钻井水力参数计算公式
（一）钻井泵额定水功率
Ppr=pr×Qr
式中：Ppr——钻井泵额定水功率，kw；
pr——钻井泵额定泵压，MPa; Qr——钻井泵额定流量，L/s。 （二）钻井泵实发水功率
Pp=ps×Q
式中：Pp——钻井泵实发水功率，kw；
ps——钻井泵工作泵压，MPa; Q——钻井泵工作流量，L/s。 （三）钻井泵水功率分配关系
Pp=Pb+△Pcr
式中：Pp——钻井泵实发水功率，kw;
Pb——钻头（喷咀）水功率，kw； △Pcr——循环系统损耗水功率，kw。
（四）钻井泵压力分配关系
ps=△pb+△pg+△pcs
式中：ps——钻井泵实发泵压，MPa；
△pb——钻头喷咀压降，MPa； △pg——地面管汇压力损耗，MPa； △pcs——循环系统压力损耗，MPa。 △pcs=△ppi+△pci+△ppa+△pca+△pg
△ppi、△ppa分别为钻杆内外循环压力损耗，MPa； △pci、△pca分别为钻铤内外循环压力损耗，MPa。 （五）钻头（喷咀）压力降
△pb=kb×Q2
式中:△pb——钻头（喷咀）压力降，MPa；
Q——钻井液流量，L/s；
kb——钻头（喷咀）压降系数，无因次量。
式中：ρd——钻井液密度，g/cm3;
AJ——喷咀截面积，mm2。
式中：ρd——钻井液密度，g/cm3;
Q——钻井液流量，L/s； Ps——钻井泵实发泵压，MPa； △pcs——循环系统压力损耗，MPa。 （六）地面管汇压力损耗
△pg=kg×Q1.8
式中：△pg——地面管汇压力损耗，MPa；
Q——流量，L/s；
kg——地面管汇压力损耗系数; kg=3.767×10-4×ρd0.8×μpv0.2;