不同喷嘴组合超高压射流破岩钻进特性分析

计算物理 ›› 2011, Vol. 28 ›› Issue (5): 686-692.

不同喷嘴组合超高压射流破岩钻进特性分析

徐义¹, 刘永旺², 徐依吉², 张玉英²

1. 中国石油集团钻井工程技术研究院, 北京 10008;
2. 中国石油大学(华东)石油工程学院, 山东青岛 266555

收稿日期:2010-08-30 修回日期:2011-02-28 出版日期:2011-09-25 发布日期:2011-09-25
作者简介:徐义(1980-),博士,工程师,中国石油集团钻井工程技术研究院,E-mail:xeyidri@cnpc.corn.cn
基金资助:
中国石油集团公司重点研究课题(05A20301)资助项目

Rock Breaking Characteristics of Ultra-high Pressure Jet with Nozzle Combinations

XU Yi¹, LIU Yongwang², XU Yiji², ZHANG Yuying²

1. CNPC Drilling Research Institute, Beijing 100083, China;
2. College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum, Dongying 257061, China

Received:2010-08-30 Revised:2011-02-28 Online:2011-09-25 Published:2011-09-25

摘要/Abstract

摘要： 本文对不同喷嘴组合方式时超高压射流井底流场特性进行数值模拟.根据得出的井底流场的速度矢量图和井底压力分布图,分析超高压钻头喷嘴组合形式对流场结构及钻进效果的影响.结果表明,三个垂直的边喷嘴组合破岩效率较高,但清洗井底效果不佳,冲蚀井壁严重;中心加-个喷嘴可解决清洗井底及冲蚀井壁的问题,但要求高压流体排量增加;两个垂直边喷嘴与-个中心倾斜喷嘴的组合及-个垂直边喷嘴和-个中心倾斜喷嘴的组合流场结构对钻进较为有利.

关键词: 机械钻速, 超高压射流, 喷嘴组合, 数值模拟

Abstract: To maximize utilization of ultra high pressure jet energy,ultra high pressure jet flow field is studied with numerical simulation 0n different nozzle combinations.According to bottom flow field velocity vector and bottom hole pressure distribution,flow structure and drilling of nozzle combinations are analysed.A combination of three vertical edge nozzles has high efficiency on rock but is ineffective in cleaning the bottom and it results in wall erosion severely.Center plus a nozzle can clean the bottom and solve the problem of anti.wall erosion,but it requires greater high-pressure fluid displacement.Two vertical side nozzles and a center tilt nozzle or a vertical edge and a central nozzle combination is more favorable.A reasonable nozzle combination is essential in improving drilling efficiency.

Key words: gate of penetration, ultra-hish pressure jet, nozzles combination, numerical simulation

中图分类号:

TP69
TE248

徐义, 刘永旺, 徐依吉, 张玉英. 不同喷嘴组合超高压射流破岩钻进特性分析[J]. 计算物理, 2011, 28(5): 686-692.

XU Yi, LIU Yongwang, XU Yiji, ZHANG Yuying. Rock Breaking Characteristics of Ultra-high Pressure Jet with Nozzle Combinations[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2011, 28(5): 686-692.

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