房建宇

（东北石油大学 石油工程学院，黑龙江 大庆 163318）



基于井下环形空间液固流动特性的数值模拟

房建宇

（东北石油大学 石油工程学院，黑龙江 大庆 163318）

钻井是开发石油资源一个非常重要的环节和技术手段，井中岩屑易在井眼底部形成岩屑床，导致下钻遇阻、蹩泵甚至卡钻，因此岩屑运移机理的研究对钻井作业来说至关重要。通过对现场实际情况的调研，在分析岩屑床的形成及危害的基础上，对钻井液携岩效果的影响因素和岩屑床的清除办法进行了探讨，提出了将提高钻井液环空返速、适当增加钻杆转速，改善钻井液性能与机械清除岩屑相结合的方法。运用SolidWorks对井下环形空间进行建模与装配，得到井下环形空间的三维模型。使用软件建立井下环形空间的简化模型，通过应用FLUENT中动网格部分的UDF编写成功地实现了钻杆的旋转。运用FLUENT数字模拟软件，通过对流体非定常流的数值模拟，对岩屑在环形空间的运移规律进行研究，模拟条件更加接近实际情况，结果更加精确，可以为钻井井眼清洁工作提供科学参考。

计算流体力学(CFD);环形空间;液固两相流;数值模拟

在石油钻井施工中，循环泥浆的主要作用是清除井底和钻头上的钻屑并将其输送到地面。合理地设计泥浆以及各流动参数，使之既能保证钻屑的正常运移又能有效的保护井壁和油层，是钻井工艺中的技术关键，同时也是一个非常复杂、难度大的非牛顿液-固两相流体力学问题。……