基于CFD-DEM耦合的导向钻头井底岩屑运移特性分析
胡金帅
张光伟
陈雨
李俊岭
闫丰平
西安石油大学机械工程院,陕西西安710065
摘要：为了探究旋转导向钻具在导向钻进过程中井底岩屑运移规律,采用计算流体动力学和离散单元法耦合算法(CFD-DEM)建立描述井底钻井液与岩屑颗粒复杂两相流动的模型,运用有限元软件与离散元软件分析旋转导向钻具井底岩屑颗粒的运动学特性;探讨旋转导向钻头偏置角度、钻井液流速、钻头转速、岩屑颗粒粒径对井底岩屑颗粒运移特性的影响规律.结果表明:提高转速与钻井液流速,岩屑颗粒的运移速度随之增大,对于井底岩屑颗粒的运移起到正反馈的作用,可提高井底清洁度;岩屑颗粒粒径的增大会减小岩屑颗粒的运移速度,当岩屑颗粒的直径大于3 mm时,岩屑运移速度减小更加明显;旋转导向钻具钻头偏置会导致井底空间结构的变化,岩屑颗粒动能和钻井液水力能量也会削弱,最终会加剧钻头磨损,产生泥包等.
关键词：计算流体动力学离散单元耦合算法井底流场旋转导向钻具岩屑运移
分类号：TE928(石油机械设备与自动化)
资助基金：国家自然科学基金(51174164)陕西省自然科学基金(2018JM5015)
论文发表日期：2022-12-25
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 37-48 )
英文信息