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套管(钻杆)重力计算

钻具

套管、钻杆等管柱在钻井液中受浮力作用，其空重（空气中总重）与浮重（考虑浮力后的实际悬重）是选择井架承载、卡瓦、大钩载荷及校核管柱强度的基础数据。本工具支持多段管柱：逐段选规格(套管/钻杆/钻铤/油管/加重钻杆)自动带出线重，或手输外径壁厚按管体几何式折算，累加得到空重；再由钻井液密度算浮力系数得到浮重，并可叠加游车大钩重给出大钩载荷。管内外为不同密度流体时（如替浆、灌浆作业），按逐段内外压力面积法计算浮重。钢材密度按 7.85 g/cm³ 取值。

下面给出计算式、各量的单位口径和适用范围。实际用到时要按自己的数据出结果，用配套工具直接算。

🧮 打开配套在线计算

计算公式

浮力系数 BF = 1 − ρ / 7.85空重 W空 = Σ(线重 × 段长)浮重 W浮 = W空 × BF（内外同流体）逐段浮重/m = 线重 − (ρ外·A外 − ρ内·A内)/1000（内外异流体）大钩载荷 HL = W浮 + 游车大钩重

线重:选规格自动带(套管/油管=API名义含接箍;钻铤=实心;钻杆默认名义、可切管体);手输走管体几何式 0.0246615·(OD−t)·t。钢材密度 7.85 g/cm³。钻杆精确设计重(含接头,按钢级)约再高 5~15%,见 API 5DP。

使用步骤

  1. 输入钻井液密度(g/cm³)；若管内外流体密度不同，分别填管内液密度与管外液密度
  2. 逐段添加管柱：选管型(套管/钻杆/钻铤/油管/加重)与规格自动带出线重，或手输外径、壁厚
  3. 填每段长度(m)
  4. 可选：填游车大钩重，用于得到大钩载荷
  5. 点「计算」，得到浮力系数 BF、空重 W空、浮重 W浮与大钩载荷 HL

常见问题

套管浮重怎么算？
先算浮力系数 BF = 1 − 钻井液密度/7.85，再由各段线重乘段长累加得空重 W空 = Σ(线重×段长)，浮重 W浮 = W空 × BF。线重优先取 API 规格表值（套管/油管为含接箍名义重量，钻铤按实心计），手输外径壁厚时按管体几何式 0.0246615×(OD−t)×t 折算。
浮力系数是什么？
浮力系数 = 1 − 钻井液密度/钢材密度(7.85)，表示管柱在钻井液中受浮力后剩余的悬重比例；钻井液密度越大，浮力系数越小、浮重越轻。注意钢材密度取 7.85 g/cm³ 而非 7.8，与 API 规格表口径一致。
管内外流体密度不同时怎么算浮重？
替浆、灌浆或管内外介质不一致时，不能简单套用浮力系数，要按逐段内外压力面积法：每米浮重 = 线重 − (ρ外·A外 − ρ内·A内)/1000，其中 A外、A内 分别为管柱外径与内径对应的截面积。本工具在填写了管内/管外液密度后自动切到该算法。
为什么算出的钻杆重量比设计重量略低？
工具默认取钻杆名义线重（管体重量），而 API 5DP 的精确设计重量还包含接头(tool joint)加厚部分，按钢级与接头规格不同，通常再高 5~15%。做大钩载荷与井架承载校核时应留出这部分余量，或直接按管体/名义两种基准分别核算。

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