常用计算公式-面积、体积和容积

发布时间: 2022-04-03       分类:  基础数据 常用计算公式
在钻井计算过程中,面积、体积和容积的计算十分普遍,现在很多手册中也列出了钻具和套管的相关数据以供作业使用,为了进一步了解面积、体积和容积等数据是如何计算的,本文特列出相关的计算公式,供大家参考。

面积

圆形面积

圆形面积计算公式如下:


以上公式中符号的含义如下:

  • A=圆形的面积
  • π=3.1416
  • r=圆形的半径
  • D=圆形的直径
圆形示意图

圆环面积

圆环面积计算公式如下:

以上公式中符号的含义如下:

  • A=圆环的面积
  • π=3.1416
  • D=外圆的直径
  • d=内圆的直径

注意:圆环的面积不要使用π乘以外圆直径减内圆直径差的平方。

圆环示意图

在现场应用中,套管内有一个管柱(套管、钻杆、油管)的环形面积计算如下:

管柱示意图

体积

体积计算是钻井过程中常用的运算,在钻井、固井、压井、录井等工况下都有使用,下面就介绍体积的计算方法。

体积是物体在三维空间中所占空间的大小,一旦知道横截面面积,计算体积就很简单了。圆柱体体积计算公式如下:

  • V=体积
  • A=圆柱体的横截面面积
  • D=圆柱体的直径
  • H=圆柱体的高度
管柱示意图

容积

计算油管、钻杆或套管的容积在很多工况下都需要使用,下面就通过两个例子来计算管具的容积。

例1

如右图所示,求9-5/8″、43.5lb/ft,深度为2000m的套管内容积。

解答:

根据套管数据表查询可知,9-5/8″、43.5lb/ft套管内径为222.4mm=0.224m,

因此,套管内容积:

  • V=套管内容积
  • A套管内径=套管内的横截面面积
  • H=井深(也是套管的长度)

备注:在现场作业过程中,如果要解决同样的问题,请参阅附录b中的“套管尺寸和容量”,找到9-5/8”,43.5 lb/ft套管,并找到对应的9-5/8”,43.5 lb/ft套管每m长度的容积,用这个数字乘以套管柱的高度,就可以得到套管容积。

例2

如右图所示,求深度为3000m,5-1/2″、15.5lb/ft套管和2-3/8″、4.7lb/ft油管之间的环空容积。

解答:

根据套管数据表查询可知,5-1/2″、15.5lb/ft套管内径为125.7mm=0.1257m,2-3/8″、4.7lb/ft油管外径为60.325mm=0.060325m,

因此,环空内容积为:

  • V=环空容积
  • A环空=环空横截面面积
  • H=套管深度
参考资料和贡献者

1.钻井现场常用计算手册