I.

II.
 

III.
 

IV.
 

V.

VI.

VII.

VIII.

COMMON FORMULAS

CAPACITY AND DISPLACEMENT OF CASING

CAPACITY AND DISPLACEMENT OF “DRILL PIPE”

CAPACITY AND DISPLACEMENT OF “DRILL COLLARS”

DUPLEX PUMP OUTPUT

TRIPLEX PUMP OUTPUT

ANNULAR VELOCITY MULTIPLIERS

CONVERSION FACTORS

IX.

X
 

XI.

XII.
 

XIII.

XIV.

XV.

MUD DENSITY ADJUSTMENT TABLE

PILOT TESTING – GUIDELINES FOR MEASURING PRODUCTS

ALKALINITY INTERPRETATION

TABLE OF TREATMENT CHEMICAL FACTORS

CALCIUM CHLORIDE BRINE DATA

HYDRAULIC CALCULATIONS

VOLUME CALCULATIONS


 

I. COMMON FORMULAS

 

* HYDROSTATIC PRESSURE (kPa) = MUD DENSITY (Kg/m3) x DEPTH x 0.00981

* FORMATION PRESSURE (kPa) = SIDPP (kPa) + HYDROSTATIC PRESSURE (kPa)

* kg OF BARITE REQUIRED TO RAISE DENSITY 1 TO DENSITY 2


* CUBIC METERS OF WATER REQUIRED TO REDUCE DENSITY 1 TO DENSITY 2


* VOLUME INCREASE DUE TO WEIGHTING MATERIAL

M = mass of weighting material added, (kg)

DM = weighting material density (kg/m3)


* WEIGHTING MATERIALS DENSITIES

Barite

CaCO3

Iron Oxide

4200 kg/m3

2750 kg/m3

5100 kg/m3



* HIGH SHEAR RANGE "n" and "K" VALUES



* LOW SHEAR RANGE "n" and "K" VALUES


 

II. CAPACITY AND DISPLACEMENT OF CASING

 

O.D.

(mm)

MASS

(Kg/m)

I.D.

(mm)

CAPACITY

(m3/metre)

DISPLACEMENT

(m3/metre)

114,3

(4.5”)

14,14

15,62

17,26

20,09

103,89

102,92

101,6

99,57

0,0085

0,0083

0,0081

0,0078

0,0018

0,0019

0,0022

0,0025

127

(5.0”)

17,11

19,34

22,32

26,78

115,82

114,15

111,96

108,61

0,0105

0,0102

0,0098

0,0093

0,0021

0,0024

0,0028

0,0034

139,7

(5.5”)

20,83

23,06

25,3

29,76

34,22

127,31

125,73

124,26

121,36

118,62

0,0129

0,0124

0,0121

0,0116

0,0111

0,0026

0,0029

0,0032

0,0038

0,0043

168,3

(6.625”)

29,76

35,71

41,66

47,62

153,65

150,39

147,09

144,15

0,0185

0,0178

0,017

0,0163

0,0037

0,0045

0,0053

0,0059

177,8

(7.0”)

25,3

29,76

34,22

38,69

43,15

47,62

52,08

56,54

166,07

163,98

161,7

159,41

157,07

154,79

152,5

150,37

0,0217

0,0211

0,0205

0,02

0,0194

0,0188

0,0183

0,0178

0,0032

0,0037

0,0043

0,0049

0,0054

0,006

0,0066

0,0071

193,7

(7.625”)

35,71

39,28

44,19

50,15

58,03

178,44

177,01

174,63

171,83

168,28

0,025

0,0246

0,0239

0,0232

0,0222

0,0045

0,0049

0,0055

0,0063

0,0072

219,1

(8.625”)

35,71

41,66

47,62

53,57

59,52

65,47

72,91

205,66

203,63

201,19

198,76

196,22

193,68

190,78

0,0332

0,0326

0,0318

0,031

0,0302

0,0295

0,0286

0,0045

0,0051

0,0059

0,0068

0,0075

0,0082

0,0091

244,5

(9.625”)

48,06

53,57

59,52

64,73

69,94

79,61

228,63

226,59

224,41

222,38

220,5

216,79

0,0411

0,0403

0,0396

0,0388

0,0382

0,0369

0,0059

0,0066

0,0074

0,0081

0,0088

0,01

273

(10.75”)

48,73

60,26

67,7

75,89

82,58

258,88

255,27

252,73

250,19

247,9

0,0526

0,0512

0,0502

0,0492

0,0483

0,0059

0,0074

0,0084

0,0092

0,0103

298,4

(11.75”)

62,5

69,94

80,35

89,28

281,53

279,4

276,35

273,61

0,0623

0,0613

0,06

0,0588

0,0077

0,0086

0,0099

0,0111

339,7

(13.375”)

71,42

81,1

90,77

101,18

107,14

322,96

320,42

317,88

315,34

313,61

0,0819

0,0802

0,0794

0,0781

0,0772

0,0087

0,01

0,0113

0,0125

0,0134

406,4

(16”)

96,72

111,6

124,99

387,35

384,18

381,25

0,1178

0,1159

0,1142

0,0119

0,0138

0,0156

508

(20”)

140,19

158,83

198,35

485,75

482,6

475,74

0,1854

0,183

0,1778

0,0178

0,0202

0,0253

762

(30”)

234,64

349,41

462,29

736,6

723,9

711,2

0,4263

0,4117

0,3972

0,0299

0,0445

0,0589

 

III. CAPACITY AND DISPLACEMENT OF “DRILL PIPE”

 

O.D.

(mm)

MASS

(Kg/m)

I.D.

(mm)

CAPACITY

(m3/metre)

DISPLACEMENT

(m3/metre)

60,3

(2 3/8”)

7,2

9,9

50,7

46,1

0,002

0,0017

0,00092

0,00126

73

(2 7/8”)

9,6

10,2

12,4

15,5

62,7

62

59

54,6

0,0031

0,003

0,0027

0,0023

0,00122

0,0013

0,00159

0,00197

88,9

(3 ½”)

12,7

14,1

16,7

19,8

23,1

77,8

76

73,7

70,2

66,1

0,0048

0,0045

0,0043

0,0039

0,0034

0,00161

0,0018

0,00213

0,00252

0,00294

101,6

(4”)

17,6

20,8

23,4

88,3

84,8

82,3

0,0061

0,0057

0,0053

0,00225

0,00266

0,00298

114,3

(4 ½”)

19

20,5

24,7

29,8

101,6

100,5

97,2

92,5

0,0081

0,0079

0,0074

0,0067

0,00242

0,00261

0,00315

0,0038

127

(5”)

24,2

29

30,5

112

108,6

107

0,0098

0,0093

0,009

0,00309

0,0037

0,00389

139,7

(5 ½”)

32,6

36,8

121,4

11,6

0,0116

0,0111

0,00416

0,00469

 

IV. CAPACITY AND DISPLACEMENT OF “DRILL COLLARS”

 

O.D.

(mm)

MASS

(Kg/m)

I.D.

(mm)

CAPACITY

(m3/metre)

DISPLACEMENT

(m3/metre)

79,4

(3.125”)

31.8

29.8

0.008

0.0042

88,9

(3.5”)

38.1

40.2

0.0011

0.0051

104,8

(4.125”)

50.8

52.1

0.002

0.0066

120,7

(4.75”)

57.2

78.9

0.0026

0.0101

152,4

(6”)

57,2

71,4

123,5

111,6

0,0026

0,004

0,0157

0,0142

158,8

(6.25”)

57,2

71,4

135,4

123,5

0,0026

0,004

0,0172

0,0158

165,1

(6.5”)

57,2

71,4

147,3

135,4

0,0026

0,004

0,0188

0,0174

171,5

(6.75”)

57.2

160.7

0.0026

0.2050

177,8

(7”)

57,2

71,4

174,1

163,7

0,0026

0,004

0,0223

0,0208

184,2

(7.25”)

71.4

177.1

0.004

0.0226

196,9

(7.75”)

71.4

206.9

0.004

0.0264

203,2

(8”)

71.4

223.2

0.004

0.0284

209,6

(8.25”)

71.4

238.1

0.004

0.0305

228,6

(9”)

71.4

290.2

0.004

0.037

241,3

(9.5”)

76.2

327.4

0.0046

0.0411

247,7

(9.75”)

76.2

345.3

0.0046

0.0436

254

(10”)

76.2

366.1

0.0046

0.0461

279,4

(11”)

76.2

449.4

0.0046

0.0567

 

V. DUPLEX PUMP OUTPUT

 

Litres/Stroke @ 90% Efficiency (2” Rod Diameter)


LINER DIAMETER (mm)


Stroke
Length
(mm)

101

108

114

121

127

133

140

146

152

159

165

170

178

184

190

197

203

209

216

203

5.4

6.19

6.99

7.78

8.73

6.69

10.6

11.5

12.7

13.8

15

16.2

17.4

18.9

 

 

 

 

 

254

6.67

7.62

8.58

6.69

10.8

12

13.3

14.6

15.9

17.3

18.7

20

21.9

23.6

 

 

 

 

 

305

7.78

9.9

10.1

11.4

12.9

14.3

15.9

17.3

19.1

20.7

22.6

24.3

26.2

28.3

30.4

 

 

 

 

356

 

 

 

 

14.6

16.4

18

19.9

21.8

23.8

25.9

28

30.2

32.4

35

37.4

39.9

 

 

381

 

 

 

 

15.6

17.3

19.2

21.1

23.2

25.3

27.5

29.7

32.3

34.7

37.4

39.9

42.8

 

 

406

 

 

 

 

16.7

18.6

20.5

22.6

24.8

27

29.4

32.3

34.5

37

39.7

42.8

45.6

48.6

 

457

 

 

 

 

18.4

20.7

22.7

25.3

27.8

30.2

32.7

35.6

38.5

41.3

44.5

47.7

51.1

54.4

 

508

 

 

 

 

20.3

22.7

25.1

28

30.5

33.4

36.4

39.4

46.2

45.9

49.4

53.1

56.8

60.4

 

559

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49.8

53.5

57.3

61.1

65.1

69.2

73.5

610

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

71.1

75.6

80.2


Note: For pump output in m3/stroke, move the decimal point 3 places to the left.


 

VI. TRIPLEX PUMP OUTPUT

 

Litres/Stroke @ 100% Efficiency


LINER DIAMETER (mm)


Stroke
Length
(mm)

102

108

114

121

127

133

140

146

152

159

165

170

178

184

190

197

203

102

2.5

2.8

3.1

3.5

3.9

4.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

114

2.8

3.1

3.5

3.9

4.3

4.8

5.3

5.7

6.3

 

 

 

 

 

 

 

 

127

3

3.5

3.9

4.4

4.8

5.3

5.8

6.4

6.9

7.5

 

 

 

 

 

 

 

140

3.4

3.8

4.3

4.8

5.3

5.8

6.5

7

7.6

8.3

 

 

 

 

 

 

 

152

3.7

4.2

4.7

5.2

5.8

6.4

7

7.7

8.3

9

9.7

 

 

 

 

 

 

165

4

4.5

5.1

5.7

6.3

6.9

7.6

8.3

9

9.8

10.6

 

 

 

 

 

 

178

4.3

4.9

5.5

6.1

6.8

7.4

8.2

8.9

9.7

10.6

11.4

12.3

13.2

 

 

 

 

190

4.6

5.2

5.9

6.5

7.8

8

8.8

9.6

10.4

11.3

12.2

13.1

14.2

15.2

16.1

 

 

203

4.9

5.6

6.2

6.9

7.7

8.5

9.3

10.2

11.1

12

13

14

15.1

16.2

17.3

18.5

19.7

216

5.2

5.9

6.6

7.4

8.2

9

9.9

10.8

11.8

12.8

13.8

14.9

16.3

17.2

18.5

19.7

21

229

5.6

6.3

7

7.8

8.7

9.6

10.5

11.5

12.5

13.6

14.7

15.8

17

18.3

19.5

20.9

22.2

241

5.9

6.6

7.4

8.3

9.2

10.1

11.1

12.1

13.2

14.3

15.5

16.7

18

19.3

20.6

22

23.3

254

6.2

7

7.8

8.7

9.6

10.6

11.7

12.8

13.9

15.1

16.3

17.6

18.9

20.3

21.7

23.2

24.7

267

6.5

7.3

8.2

9.1

10.1

11.2

12.3

13.4

14.6

15.8

17.2

18.5

19.9

21.3

22.8

24.3

25.9

279

6.8

7.7

8.6

9.6

10.6

11.7

12.8

14

15.3

16.6

17.9

19.3

20.8

22.3

23.9

25.5

27.2

292

7.1

8

9

10

11.1

12.2

13.4

14.7

16

17.3

18.7

20.2

21.8

23.3

25

26.7

28.4

305

7.4

8.4

9.4

10.4

11.6

12.8

13.8

15.3

16.7

18.1

19.6

21.1

22.2

24.3

26

27.8

29.6


Note: For pump output in m3/stroke, move the decimal point 3 places to the left.


 

VII. ANNULAR VELOCITY MULTIPLIERS

 

Bit Size, mm

Pipe O.D.
(mm)

136

143

152

156

159

171

194

200

219

222

229

251

279

311

349

381

445

73

84.7

77.9

71.1

67.5

64.2

52.5

39.7

36.8

29.9

29

27.2

 

 

 

 

 

 

76

87

82

73.4

68.6

65.3

54.3

40

37.2

30.2

29.3

27.4

22.3

 

 

 

 

 

86

120

102

83.9

77.6

73.3

59.7

42.8

39.7

31.8

30.8

28.6

23.1

18.4

14.3

 

 

 

102

157

126

99.6

90.9

85.1

67.3

46.5

42.9

33.8

32.7

30.2

24.2

18.9

14.7

11.4

9.4

6.8

114

 

 

 

 

104

78.4

51.7

47.2

36.4

35.1

32.3

25.5

19.6

15.2

11.7

9.6

6.9

127

 

 

 

 

 

 

 

 

39.9

38.4

35.1

27.2

20.6

15.8

12

9.6

7

140

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42.8

38.9

29.3

21.9

16.5

12.5

10.2

7.1

152

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48.5

43.4

31.9

23.3

17.3

12.9

10.4

7.3

165

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57.7

50.5

35.6

25.2

18.3

13.5

10.8

7.2


To obtain the annular velocity in metres per min. (m/min), multiply the appropriate number from the bit and pipe size combination, by the pump output in cubic metres per min (m3/min).


 

VIII. Conversion Factors

 

UNIT

MULTIPLY BY

TO OBTAIN

ft

0,3048

m

in

25,4

mm

ft

0,3048

m

lb

0,445

daN

lb

0,4536

kg

bbl

0,159

m3

US gal

0,003785

m3

psi

6,853

KPa

lb/gal

119,826

Kg/m3

lb/bbl

2,853

Kg/m3

lb/ft

1,488

Kg/m

psi/ft

22,621

KPa/m

(FΊ-32)/1.8


 

IX. MUD DENSITY ADJUSTMENT TABLE

 

DESIRED DENSITY (kg/m3)

Initial Density
(kg/m3)

1100

1150

1200

1250

1300

1350

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

1800

1850

1900

1950

2000

1050

17

34

52

71

90

110

131

153

175

198

222

247

273

300

328

357

388

420

453

1100

 

17

35

53

72

92

112

134

156

178

202

226

252

279

306

335

365

397

429

1150

5

 

17

36

54

74

94

114

136

158

182

206

231

257

284

313

342

373

406

1200

10

3.3

 

18

36

55

75

95

117

139

161

185

210

236

262

290

320

350

382

1250

15

6.7

2.5

 

18

37

56

76

97

119

141

165

189

214

241

268

297

327

358

1300

20

10

5

2

 

19

37

57

78

99

121

144