收藏本站
《中国石油大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

分流钻头喷嘴组合对井底流场负压脉动影响研究

杨超  
【摘要】:深井、超深井钻进过程中,机械钻速随井深增加明显下降。重要原因是由于井底压差的增大,岩屑不能及时清除,造成钻头的重复破碎。从井底负压脉动提高机械钻速的基本原理看,通过脉动分流钻头产生井底流场负压脉动,能起到减小“压持效应”,提高机械钻速的作用。 在前期项目中设计的降压分流钻头研究基础上,依据文丘里效应和水击作用设计了利用双稳附壁射流换向元件实现钻井液切换的脉动分流钻头。数值模拟和室内实验证明,当井筒底部流场处于压力脉动的波谷时,其降压效果有27%到62.5%的提升,并且较以前的负压脉动工具优势明显。在条件为:排量40L/s,钻头压降设计为10MPa,井底静液柱压力(即液柱围压)为30MPa,钻井液通过该脉动分流钻头时设定其以50Hz的频率在钻头底部向下喷嘴和钻头周围向上喷嘴切换喷射时,负压幅值最大可达10MPa以上。 数值模拟和室内实验分析了影响井底流场负压脉动的因素,包括喷嘴组合的结构参数以及水力条件。发现钻头周围抽吸喷嘴与井底间的距离以及喷嘴组合之间的当量直径比对井底流场脉动效果影响最大,而在切换频率以及钻井液在各喷嘴组合的分布时间还有井底液柱压力则影响有限。另外,在结构参数不变的条件下,增大排量对井底流场负压脉动有一定提升作用。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE21

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵佩华,P.R Hariharan;PDC钻头的水力设计和轮廓是减少泥包的关键[J];国外石油机械;1997年05期
2 何林峰;谢翠丽;陈康民;;流道形状对PDC钻头头部流场影响的数值模拟[J];上海理工大学学报;2007年01期
3 刘刚,管志川,陈庭根,曾春元;喷嘴方位角对PDC钻头齿清洗力的影响[J];江汉石油学院学报;1995年04期
4 李红;袁寿其;向清江;陈超;;基于附壁射流理论的全射流喷头射流元件设计[J];江苏大学学报(自然科学版);2009年03期
5 李斌;戚蒿;赵增强;沈健;张天津;;钻头喷嘴组合方式的优选研究[J];机械;2009年02期
6 白亚磊;明晓;;附壁射流元件的仿真研究[J];南京航空航天大学学报;2008年01期
7 汪志明;薛亮;;射流元件附壁与切换流动规律研究[J];水动力学研究与进展A辑;2007年03期
8 周瑞章 ,俞丽和;控制道下移双稳元件中的射流附壁点位置的研究[J];上海力学;1981年01期
9 杨永印,吴志坚,沈忠厚,王瑞和;低压脉冲射流的调制机理及调制器振动模拟[J];石油大学学报(自然科学版);2003年03期
10 管志川,陈庭根,刘希圣;PDC钻头水力结构研究进展[J];石油大学学报(自然科学版);1994年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 孙汉梅;负压脉冲射流提高钻速实验研究[D];中国石油大学;2007年
2 张勇;负压脉冲射流流道设计及破岩特点研究[D];中国石油大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李国莲;王造奇;;动力波洗涤器的数值模拟研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年05期
2 纪献兵;林文贤;刘滔;;数值模拟在建筑一体化太阳房设计中的应用[J];中国建设动态.阳光能源;2005年06期
3 龙芝辉,汪志明,王小秋,陈文亮;射流作用下岩石局部渗流压力分布的研究[J];地下空间与工程学报;2005年S1期
4 李倩;卢义玉;李晓红;康勇;赵瑜;;空泡在水射流中初生和溃灭的数值计算[J];地下空间与工程学报;2009年06期
5 昌中宏;朱之丽;唐海龙;;航空发动机一维数值仿真[J];北京航空航天大学学报;2009年05期
6 黎明,张政;计算流体力学与传热中的多重网格块修正算法[J];北京化工大学学报(自然科学版);1999年03期
7 马飞;宋志辉;;水射流动力特性及破土机理[J];北京科技大学学报;2006年05期
8 马飞;张文明;;水射流扩孔喷嘴内部流场的数值模拟[J];北京科技大学学报;2006年06期
9 马飞;高国华;王萍辉;王涛;张淼;;水射流土层扩孔技术及影响因素[J];北京科技大学学报;2008年06期
10 苗佩云,袁曾凤;同心发射筒燃气开盖技术[J];北京理工大学学报;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李大奇;康毅力;曾义金;刘修善;杜春潮;;碳酸盐岩地层漏失压力模型研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 薛胜雄;浩军;毅斌;陈正文;永强;华清;于雷;;超高压水射流除锈机理试验研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 杨永印;裴建忠;刘天科;路飞;艾文斌;李新辉;孙伟良;;切入式旋转射流流场特点及破岩效果[A];中国职业安全健康协会2010年学术年会论文集[C];2010年
4 赵鸿;刘玉玲;;贴体坐标变换技术在渗流计算中的应用[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
5 叶文媛;;CFD技术在建筑设计中的环境评价应用初探——以北方某市某建筑为例[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第三卷)[C];2009年
6 李宁;;提高三牙轮钻头在川东硬塑性地层机械钻速的探讨[A];2003年11省区市机械工程学会学术会议论文集[C];2003年
7 成建联;宋国英;李福援;;磨料水射流抛光工艺的试验研究[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
8 邓京军;;超声清洗的作用机理及其应用[A];中国声学学会功率超声分会2009年学术年会论文集[C];2009年
9 于猛;钱若军;;一种流体-结构耦合计算问题的网格数据交换方法[A];庆祝刘锡良教授八十华诞暨第八届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2008年
10 丁海峰;崔顺利;;河坝1井钻井设计与施工[A];黑鲁石油学会钻井新技术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李润之;点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D];山东科技大学;2010年
2 艾尚茂;管土耦合边界下海底悬跨管道涡激振动研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王兴如;基于超高压纯水射流的船壁除锈除漆关键技术与爬壁试验研究[D];大连海事大学;2010年
5 张波;重载组合列车牵引及制动系统的试验与仿真研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
6 欧礼坚;船舶螺旋桨及推进装置故障诊断关键技术研究与应用[D];华南理工大学;2010年
7 胡英;混流式水轮机非定常紊流计算及性能预测研究[D];昆明理工大学;2008年
8 孟庆鸿;松科1井复杂地层取心钻具及泥浆优化设计和应用研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 韩书谟;1100kV GIS中SF6断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 闫铂;反应扩散方程的格子Boltzmann方法及数值模拟[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟凡茂;煤矿主通风巷道中抑制瓦斯爆炸的细水雾两相流场数值分析[D];河南理工大学;2010年
2 李连举;轴流式通风机气动噪声分布特性的数值研究[D];山东科技大学;2010年
3 罗富强;扁管管壳式换热器数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 魏国亮;多级压气机三维流场数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 孙海素;二维船用帆翼空气动力特性的数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 孙龙勇;高压水射流深穿透水平射孔技术研究[D];大连理工大学;2010年
7 路畅;油井中磨料射流割缝固液两相流场的数值模拟[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 陈永超;基于PLC的清洗机控制研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 邹长星;XYZ-100型稀油站管路流场数值模拟[D];沈阳理工大学;2010年
10 祝令帅;1.5MW永磁半直驱风力发电机电磁场与温度场的计算与分析[D];哈尔滨理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋荣庆,庞友同,栾桂林;液动射流式冲击器应用于超深井的模拟试验[J];长春地质学院学报;1990年03期
2 菅志军,殷琨,蒋荣庆,辜华良;增大液动射流式冲击器单次冲击功的试验研究[J];长春科技大学学报;2000年03期
3 费建国;高压水射流喷嘴的流量系数及与能量转换效率的关系[J];长春光学精密机械学院学报;1995年01期
4 廖振方,唐川林,张凤华;自激振荡脉冲射流喷嘴的试验研究[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年02期
5 史绍熙,林玉静,杨延相,杜青,张平,何长安;空心旋转液体射流初始阶段运动规律的研究[J];工程热物理学报;2000年02期
6 谢葵,王建年,高圣平;水力脉冲式钻井提高钻速[J];国外石油机械;1999年06期
7 王力勇,王兴才;射流流量计的原理与应用[J];工业计量;2002年03期
8 蒋彧澄,宁原林,胡寿根;淹没水射流锥形喷嘴的计算分析与试验比较[J];上海理工大学学报;1999年04期
9 胡寿根,丁胜;脉冲高压水射流工作原理及研究现状[J];华东工业大学学报;1997年02期
10 吕苗荣,薛佑刚;通用喷射钻井水力程序设计软件的开发[J];江汉石油学院学报;1999年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨丽,陈康民;封闭旋转型油井底流场能量变化的数值研究[J];动力工程;2005年03期
2 廖荣庆;改善井底流场能够提高钻速[J];西南石油学院学报;1986年04期
3 赵杰伟,郑培根;进一步开展泵吸反循环井底流场的研究[J];探矿工程(岩土钻掘工程);1992年01期
4 易新华,张晓东,牛凤莲;近钻头平衡钻井井底流场的计算机模拟[J];机械;2004年09期
5 管志川,陈庭根,刘希圣;PDC钻头水力结构研究进展[J];石油大学学报(自然科学版);1994年06期
6 李兆敏,沈忠厚,徐依吉;井底冲击压力特性的研究[J];中国安全科学学报;1995年S1期
7 杨丽,陈康民;非简化PDC钻头井底流场数值仿真[J];煤矿机械;2004年11期
8 马红伟,邓嵘;单牙轮钻头井底流场的分析[J];机械;2004年04期
9 杨丽,陈康民;喷嘴孔径对PDC钻头井底流场影响的数值分析[J];江汉石油学院学报;2004年03期
10 廖荣庆,熊继有,陈德颉,孙文涛;水射流技术在牙轮钻头中的应用与研究进展[J];中国安全科学学报;1995年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 陈小榆;刘义军;孟英峰;熊继有;;井底漫流场数值模拟研究[A];第十四届全国水动力学研讨会文集[C];2000年
2 高加平;赵世峰;;自动络筒捻结器的工艺设置与维护保养[A];2008年第三届全国用好自动络筒机扩大无结纱生产技术交流研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 徐依吉;超高压水射流理论与应用基础研究[D];西南石油学院;2004年
2 蔺刚;提高贯通式潜孔锤反循环连续取心长度的钻进方法研究[D];吉林大学;2008年
3 朱丽红;油气勘探风动潜孔锤反循环钻井系统流体动力学参数研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨超;分流钻头喷嘴组合对井底流场负压脉动影响研究[D];中国石油大学;2011年
2 侯德举;粒子冲击钻井井底流场数值模拟研究[D];中国石油大学;2011年
3 杨海涛;PDC变径钻头力学特性及结构设计[D];大庆石油学院;2006年
4 杨兴国;PDC钻头井底流场研究[D];中国石油大学;2008年
5 盛友萍;异形牙轮单牙轮钻头运动和流场分析[D];西南石油学院;2002年
6 史吉辉;水平井PDC钻头水力学研究[D];中国石油大学;2010年
7 吴强;用于喷射式挖沟机的喷嘴结构及喷嘴组合的研究[D];中国石油大学;2011年
8 谢含华;贯通式潜孔锤反循环连续取心钻进提高岩心长度技术研究[D];吉林大学;2007年
9 吏江锋;小风量试验系统设计与应用研究[D];华中科技大学;2011年
10 张延洪;复合钻进用PDC钻头研究与应用[D];东北石油大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026