粒子射流噴射鉆塞流場特性及參數優化

作者：趙健,徐依吉,孫寶京,常方瑞,韓曉強

摘要：為有效利用粒子射流能量,實現粒子射流井底全覆蓋并避免對套管壁沖蝕,運用計算流體力學歐拉-拉格朗日方法,建立粒子射流噴射鉆塞的計算流體力學模型,闡明固液兩相粒子射流噴射鉆塞的流場特性,優化設計鉆塞參數,并進行試驗驗證。結果表明粒子沖擊塞面后開始反彈,速度明顯降低,井底最高壓力分布在沖擊區;隨周向噴嘴個數增加水泥塞沖蝕速率先逐漸增加后減小,6個周向噴嘴時沖蝕速率最大;中心噴嘴的加入消除了井底中心處低速區,使中心漩渦也明顯減弱;噴嘴傾斜角為5°時,平均沖蝕率最大,對井壁沖擊力最小;噴距為3 cm(約5倍噴嘴直徑)鉆塞效果較好;全尺寸地面試驗表明粒子射流可有效覆蓋整個井底,實現水泥塞快速鉆進。

發文機構：中國石油大學（華東）東營科學技術研究院 中國石油大學（華東）石油工程學院 中國石化勝利油田分公司油氣井下作業中心

關鍵詞：粒子射流噴射鉆塞流場特性參數優化全尺寸試驗particle waterjetdrilling cement plug with jetflow field characteristicsparameters optimizationfull scale test

分類號： TE358[石油與天然氣工程—油氣田開發工程]