脉冲射流式岩屑床清理工具的研究

来源：机床与液压杂志2022年第18期北京时间：

作者：韩雪莹，李衡，王汉卿，刘丹婷，张海超，夏成宇

单位：长江大学机械工程学院；中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院；中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院；中石化西南石油工程有限公司钻井一分公司；山东威玛装备科技股份有限公司；长江大学机械工程学院

摘要：针对大斜度及水平井段，岩屑极易沉积在井筒底部形成一定高度的岩屑床，使得钻杆被埋没，造成钻杆摩阻增大、钻具断裂等问题，设计一种射流式岩屑床清洁工具，基于液固两相流理论，建立三维射流式清洁工具与普通携岩钻杆的仿真模型，并利用Fluent分析射流式清理工具的喷嘴喷射角度、喷嘴流速、岩屑粒径、钻井液排量等参数变化对环空井筒内岩屑体积分数及岩屑质量的影响规律。结果表明：增加脉冲射流式工具后，环空内的岩屑沉积量明显减少，在钻杆转速为80 r/min时，最佳的喷嘴角度为90°；增加喷嘴流速及钻井液排量都可以降低环空内的岩屑量；随着岩屑粒径的增加，环空内岩屑沉积更多。该工具能够降低沉积在环空内的岩屑质量，提高岩屑的运移能力。

关键词：新型脉冲射流工具;液固两相流理论;岩屑质量;对比分析

基金资助：湖北省重点研发计划项目（2021BAA053）；中国石化页岩油气国家重点实验室开放基金项目（20-〖JP〗YYGZ-KF-GC-16）；油气藏地质及开发工程国家重点实验室基金（西南石油大学）（PLN2020-7）