μpv(塑性粘度)=θ600-θ300,mpa·s;
θ600、θ300分别为旋转粘度计600r/min、300r/min的读数,无因次量。 (七)管内循环压力损耗 1 、钻杆内
式中:△ppi——钻杆内循环压力损耗,MPa;
kpi——钻杆内循环压力损耗系数,无因次量; LP——钻杆长度,m; Q——流量,L/s;
ρd——钻井液密度,g/cm3; μpv——塑性粘度,mpa·s; dpi——钻杆内径,mm。 2、钻铤内
式中:△pci——钻铤内循环压力损耗,MPa;
kci——钻铤内循环压力损耗系数,无因次量; LC——钻铤长度,m; Q——流量,L/s;
ρd——钻井液密度,g/cm3; μpv——塑性粘度,mpa·s dci——钻铤内径,mm。 (八)管外循环压力损耗 1、钻杆外
式中:△ppa——钻杆外循环压力损耗,MPa;
kpa——钻杆外循环压力损耗系数,无因次量; LP——钻杆长度,m; Q——流量,L/s;
ρd——钻井液密度,g/cm3; μpv——塑性粘度,mpa·s; dh——井眼直径,mm; dp——钻杆外径,mm。 2、钻铤外
式中:△pca——钻铤外循环压力损耗,MPa;
kca——钻铤外循环压力损耗系数,无因次量; LC——钻铤长度,m; Q——流量,L/s;
ρd——钻井液密度,g/cm3; μpv——塑性粘度,mpa·s; dh——井眼直径,mm; dc——钻铤外径,mm。 (九)钻头(喷咀)水功率
pb=△pb×Q
式中:pb——钻头(喷咀)水功率,kw;
△pb——钻头(喷咀)压力降,MPa; Q——流量,L/s。 (十)射流喷射速度
式中:VJ——射流喷射速度,m/s;
Q——流量,L/s;
AJ——喷咀截面积,mm2。 (十一)射流冲击力
FJ=ρd×υJ×Q
式中:FJ——射流冲击力,N;
ρd——钻井液密度,g/cm3; υJ——射流喷射速度,m/s; Q——流量,L/s。
(十二)钻头单位面积水功率(比水功率)
式中:Pbs——钻头单位面积水功率(比水功率),W/mm2;
pb——钻头水功率,kw;
Ab——井底面积(即钻头面积),mm2;
db——钻头直径,mm。 (十三)钻井泵功率利用率
式中:——钻井泵功率利用率,无因次量;
Pb——钻头水功率,kw; Pp——钻井泵实发水功率,kw。 (十四)钻井液环空返速
式中:υa——钻井液环空返速,m/s;
Q——流量,L/s; dh——井眼直径,mm; dp——钻杆外径,mm。 (十五)环空临界流速
1、宾汉流体
式中:υcr——环空临界流速,m/s;
μpv——塑性粘度,mPa·s; τyp——屈服值(动切力),Pa; τyp=0.479(2θ300-θ600); ρd——钻井液密度,g/cm3; dh——井眼直径,mm; dp——钻杆外径,mm; Re——雷诺数,无因次量; υa——钻井液上返速度,m/s; 若υa≥υcr或Re≥2100为紊流。 υa<υcr或Re<2100为层流。 2、幂律流体
式中:υcr——环空临界流速,m/s;
n——钻井液流型指数,无因次量;
K——钻井液稠度系数,Pa·sn;
ρd——钻井液密度,g/cm3; dh——井眼直径,mm; dp——钻杆外径,mm;
Z——钻井液流态指示值,无因次量;
υa——钻井液环空上返速度,m/s; 若υa≥υcr或Z≥800为紊数; υa<υcr或Z<800为层流。 (十六)岩屑滑落速度
式中:υs——岩屑滑落速度,m/s;
drc——岩屑直径,mm;
ρrc——岩屑密度,g/cm3(一般取2.5g/cm3); ρd——钻井液密度,g/cm3; μf——视粘度,mPa·s。
(十七)环空净化能力
式中:Lc——环空净化能力,无因次量;
υs——岩屑滑落速度,m/s; υa——钻井液环空上返速度,m/s。 (十八)临界井深(选择宾汉流体) 1、最大钻头水功率工作方式
式中:Dcr——临界井深,m;
pr——钻井泵额定泵压,MPa;
kg——地面管汇循环压力损耗系数,无因次量; kc——钻铤循环压力损耗系数,无因次量; Lc——钻铤长度,m; Q——流量,L/s;
kp——钻杆循环压力损耗系数,无因次量。 2、最大冲击力工作方式