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连续波脉冲器压力波发生与优化研究

2021-04-23刘献博王智明邵天宇

西安石油大学学报(自然科学版) 2021年2期

薛 亮,刘 敏,韩 虎,刘献博,王智明,张 峥,邵天宇

(1.中国石油大学(北京) 石油工程学院,北京 102249; 2.中海油田服务股份有限公司,天津 300452)

引 言

目前,随钻测量系统(MWD)被广泛应用在油田上来保证钻井质量,提高钻井效率[1-4]。连续波泥浆脉冲发生器(简称连续波脉冲器)是随钻测量系统的重要部件,主要有负脉冲发生器、正脉冲发生器和连续波脉冲发生器3种[5],其中连续波脉冲器具有传输速率高的优点,因此得到国内学者的广泛关注。李军等[6]研究了连续波脉冲器发生原理与自适应控制;房军等[7]对连续波脉冲器结构参数影响与设计进行了大量研究;王智明等[8-11]研究了连续波脉冲器结构、工作模式并进行了循环管路试验;苏义脑[12-15]等研究了泥浆脉冲发生器信号传输速度及传输特性。以上研究对连续波脉冲器的结构优化、信号传输等具有重要价值,有效推动了连续波脉冲器的发展,但对压力波的波形特征研究则不够深入。进一步的研究发现,连续波脉冲器压力波正弦性较差,导致压力波在传播过程中衰减较快,不利于信号传输,因此有必要对压力波特征进行优化[16]。然而现有的压力波优化方法均是改善脉冲器结构,这种优化方法操作很复杂。

本文基于连续波脉冲器流场模型,利用fluent软件进行数值仿真,提出了改变转子相位角的简单优化方法,优化压力波波形与幅值特征,为连续波脉冲器理论研究与现场应用提供指导。

1 脉冲器流场数值仿真方法

物理实验过程中,连续波脉冲器流场受到柱塞泵、边界反射、软管弹性等诸多因素的叠加干扰,增加了对实验结果分析的难度。……

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