水平井PDC钻头井下颗粒流数值模拟研究

水平井PDC钻头井下颗粒流数值模拟研究

论文摘要

针对深层页岩气水平井钻探过程中,岩屑运移效率低导致钻头泥包的问题,采用CFDDEM耦合方法,对水平井PDC钻头井底流场进行数值模拟。研究了不同条件下井底流场岩屑运移情况,提出用岩屑滞留量和岩屑运移比来评价PDC钻头井底流场的携岩性能。研究结果表明:在井底PDC钻头区域,钻井液排量越小,岩屑在钻头心部区域的窜流越明显;钻井液的窜流与流量大小无关,主要与钻头水力结构有关;在环空区域,钻井液排量越小,重力作用越明显,重力是井底出现岩屑床的主要因素;旋转体力可使岩屑从低速流层跃迁到高速流层,从而获取轴向运移动能,随高速钻井液排向出口;钻井液排量和旋转均会影响岩屑滞留量和岩屑运移比。研究结果可为后续水平井PDC钻头携岩问题研究提供参考。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 水平井PDC钻头井底流场理论
  •   1.1 曳力
  •   1.2 压力梯度力
  •   1.3 旋转升力
  • 2 井底流场的数值模拟与结果分析
  •   2.1 井底流场的建立
  •   2.2 模拟结果分析
  •     2.2.1 井底PDC钻头区域的岩屑运移分析
  •     2.2.2 环空区域的岩屑运移分析
  • 3 携岩评价指标
  •   3.1 岩屑滞留量
  •   3.2 岩屑运移比
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 况雨春,张锐,罗金武,朱光辉

    关键词: 水平井,耦合,岩屑滞留量,岩屑运移比,钻井液排量,旋转体力

    来源: 石油机械 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 石油天然气工业

    单位: 西南石油大学机电工程学院,成都工业学院

    分类号: TE243

    DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.07.006

    页码: 36-42

    总页数: 7

    文件大小: 6257K

    下载量: 164

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