气体钻井钻杆冲蚀规律研究

• 作者: 刘少胡 祝效华 童华
• 来源期刊: 石油学报
• 学科: 工学
• 关键词: 气体钻井 气-固两相流 岩屑运移 冲蚀 钻杆 计算流体动力学 数值模拟
• 年，卷（期）: 2010,（6）
• 页码范围: 1013-1017
• 分类号: TE821
• 字数: 3586字
• 语种: 中文

摘要

针对气体钻井岩屑造成钻柱严重冲蚀的问题,基于气-固两相流和冲蚀理论,建立了环空岩屑运移模型.在Eulerian坐标系下求解气体连续相流场,在Lagrangian坐标系下对离散相岩屑粒子进行了碰撞求解,采用Grant和Tabakoff公式求解岩屑粒子冲蚀速率,借助实验数据验证了仿真模型.利用该模型研究了气体钻井中钻杆居中以及不同钻杆偏心率、井径扩大率、注气量和机械钻速下环空岩屑粒子运移规律和钻杆冲蚀特性.研究表明,岩屑对钻杆接头及下坡面本体的冲蚀比钻杆本体及接头上坡面严重;钻杆偏心和井径扩大都使局部冲蚀速率峰值增大,且偏心越严重,井径扩大越大,局部冲蚀速率峰值增速越大;机械钻速增大,导致钻杆局部冲蚀速率峰值近乎线性增加;在工程常用注气量范围内,注气量对冲蚀速率峰值和冲蚀速率平均值的影响很小.根据冲蚀规律提出如下建议:减小钻杆斜坡坡度可减少钻杆接头及下坡面的局部冲蚀;采用低转速的空气锤钻井工艺可减缓因偏心引起的局部冲蚀;井眼扩大较大时,增大注气量,通过改变岩屑粒子轨迹,可减少岩屑对钻杆本体的多次冲蚀.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	祝效华	西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室	134	752	14.0	20.0
5	刘少胡	西南石油大学机电工程学院	13	100	6.0	9.0
6	童华	西南石油大学机电工程学院	53	445	12.0	17.0