常用计算公式-面积、体积和容积
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