余万顺，汪海阁，纪国栋

（1.中国石油勘探开发研究院研究生部，北京 100083；2.中国石油集团钻井工程技术研究院，北京 102206）

叶片形状对岩屑床清除工具作用效果的影响规律

余万顺1，2，汪海阁2，纪国栋2

（1.中国石油勘探开发研究院研究生部，北京 100083；2.中国石油集团钻井工程技术研究院，北京 102206）

近年来出现的多种不同结构形状的岩屑床清除工具，能有效提高复杂井的岩屑清除效率，弥补传统岩屑清除方法的不足。现有研究对不同类型岩屑床清除工具作用机理的认识并不完全，制约了其进一步的开发与应用。为了分析不同叶片形状对岩屑床清除工具作用效果的影响规律，采用CFD（计算流体动力学）软件，对3种形状（螺旋形叶片、V形叶片、直棱形叶片）的岩屑床清除工具环空流场的流动特性进行了仿真模拟。结果表明：3种工具都有助于岩屑床的破坏和岩屑在环空中的运移，但不同岩屑床清除工具在井筒流场的压力、速度、涡流特征、岩屑分布方面具有各自的作用特点；在岩屑床清除效果方面，螺旋形和V形岩屑床清除工具强于直棱形。这些都为工具的使用选型和研制优化提供了重要的参考价值。

岩屑床；水平井；叶片；多相流；数值模拟

0 引言

与直井相比，水平井在钻进过程中，岩屑易沉向下井壁且不易清除，形成岩屑床［1-3］。有效破坏并清除岩屑床对于提高水平井钻完井效率至关重要。传统岩屑床清除方法已经不能够满足现在的岩屑清除要求［4］。近年来，岩屑床清除工具作为一种新型提高岩屑运移效率的工具，不仅能够防止岩屑床的形成，而且能够从水力和机械方面对已形成的岩屑床及时破坏和清除［5-10］。……