用power builder工具开发通用的喷射钻井水力程序设计软件

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1、用PowerBuilder工具开发通用的喷射钻井水力程序设计软件吕苗荣（江汉石油学院石油工程系，湖北荆州434102）摘要喷射钻井水力程序设计是进行一口井钻井工程设计的重要内容之一，也是实现安全、快速和优质钻井的重要前提。针对目前所存在的问题，笔者选用PowerBuilder开发工具结合Sybase数据库，研制了通用的喷射钻井水力设计程序。该软件具有日常的数据维护管理方便、操作简单、用户界面美观友好、并采用了图形显示等优点；该软件可以在个人微机或网络机上运行，是进行钻井工程设计和现场施工参数计算的有力工具。主题词喷射钻井；水力设计；

2、钻头水力参数；软件开发；数据库一、前言进行喷射钻井水力程序设计是实现高压喷射钻井的关键，目前已经有很多较为成熟的水力程序设计软件。但是这些软件在编制水平与运行环境上存在着很大的差异，实用性不强、软件维护困难以及与用户的界面友好程度低是带有普遍性的问题。笔者利用PowerBuilder开发工具，在Windows环境下开发了一个较为完善的喷射钻井水力程序工具软件，较好地解决了这一难题。另外，由于PowerBuilder是具有图形界面的分布式数据库前端工具，本软件就是利用了这一优点将数据库和工程设计软件之间实现了很好的连接。数据的日常处理

3、可以由数据库应用工具自身完成，从而极大地减轻了数据管理维护和处理的工作量。二、程序设计的体系结构本水力程序设计的体系结构大体上可以分为两个模块：数据输入模块和水力参数设计模块。数据输入模块可以实现数据的输入、修改、追加和删除等日常操作，并将它们保存在Sybase数据库中；这些数据包括钻井泵、喷嘴、钻具尺寸等基础数据，以及泥浆性能、钻头、钻具结构和井身结构等设计数据两大类（见图1）。水力参数设计模块的用户界面图见图2。由于Windows程序是事件驱动的，因此从图上可以看出，水力设计的工作方式（最大水功率或射流冲击力）、喷嘴数量（1…6

4、个）、喷嘴系列、钻井泵型号、缸套直径等选项可以进行方便的选择与切换。水力程序设计的任务就是在人—机交互方式下优选出满足机泵条件的最佳设计结果。在优选过程中，本软件的一大特色是将实际的循环系统水力特性曲线图在图2的右上角进行了直观的表示，以便用户在设计过程中能更好地进行设计方式、状态及效果的判别与处理；同时，在用户给定的条件下程序的运行可以实现缸套直径的自动优选，以及理论最优流量和当量喷嘴直径的计算。泵维护钻井泵型号（泵型号和泵额定功率参数）泵性能（对应缸套直径下的额定泵压与排量）基础数据喷嘴维护喷嘴系列、直径和类型钻具维护钻铤内径和

5、外径钻杆内径和外径按旋转粘度计读数方式输入设计数据泥浆性能按宾汉流型方式输入数据输入按幂律流型方式输入钻头钻头尺寸、类型输入模块的功能钻头的下钻井深和起钻井深按井段按井段输入钻具的内外直径和长度，设计与输出钻具结构然后分配到各只钻头对应的记录中按钻头输入每只钻头钻具内外直径和长度流量限制输入设计井各井段的最大流量和最小流量水力设计进入设计模块进行全井各只钻头的水力参数优化设计结果的显示与输出显示喷射钻井水力程序设计结果图1喷射钻井水力程序设计软件体系结构图2喷射钻井水力程序设计用户界面图例三、程序设计的基本原理目前，这个设计工具是在

6、美国壳牌公司所提供的计算方法的基础上编制而成的，可参见文献［1］。但由于采用了模块化的体系结构，因此可以很方便地加入其它的计算公式（如宾汉、幂律或卡森流型循环压耗计算公式），并在各种方法之间进行方便的切换。该模块的程序设计原理见图3。从数据库中读入数据，并初始化选择设计钻头的序号，作出循环系统和钻头的水力特性曲线图根据喷射钻井工作方式选择最佳缸套，并计算理论最优流量与泵压按实际钻井条件选择流量（定流量设计）或泵压（定泵压设计）否判别给定条件是否可行是计算单、双和三喷嘴组合的理论当量喷嘴直径以及等径喷嘴直径选择喷嘴组合方式计算相应喷嘴

7、组合下的可行喷嘴组合，并显示按最优条件进行排序的结果选择实际喷嘴组合计算相应喷嘴组合下的钻头水力和循环系统水力特性参数否按事件驱动方式对不设计结果合理吗？合理部分进行调整是显示设计结果，并存入数据库进入下一只钻头的设计或退出运行图3钻头水力程序设计运行逻辑框图运行这个水力设计程序，除了图2中的井号、泵型号、钻头和泥浆数据以及设计结果不能修改外，其他的所有数据均可以直接在屏幕上进行改动，并将改动后的最优计算结果予以显示，人—机交互相当方便。四、数据库和水力程序设计过程的接口凡是本设计所用到的数据和设计结果，笔者都将其归口到了Sybas

8、e数据库上进行统一的维护与管理，具体情况见表1的说明。由于采用了PowerBuilder开发工具，因此对输入数据与计算结果的维护管理显得十分的方便，每口井所有的水力设计数据都保存在一个数据库文件中。因此也克服了用一般的数据文件管理方式