孙晓峰 毛 宁 鞠国帅 胡乔波 孙铭浩 于福锐

东北石油大学石油工程学院

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水平井、大位移井钻井过程中面临的一大难题就是如何保证大斜度和水平井段钻进时井眼足够的清洁，如井眼清洁不充分，就有可能导致许多钻井问题，如卡钻、托压、掩埋井眼等。钻井液携屑是典型的固液两相流动，影响钻井液携屑效率的因素较多，按照作用源分类，一是受循环介质（钻井液等[1]）运动影响，二是机械运动影响，如钻杆旋转[2-8]、横向运动[9]、轴向运动、高频震动以及携屑工具叶片旋转[10-17]等。

为了深入了解岩屑运移机理和岩屑床分布规律，众多学者已经开展了相当多的有针对性研究。郭晓乐等[18]根据固液两相流理论研究了岩屑的不同运移方式，综合考虑了岩屑分层和滑动运移方式以及钻杆旋转对岩屑运输的影响，建立了大位移井段三层岩屑动态运移模型。陈锋等[19]针对水平井和大斜度井岩屑携带困难设计了高效岩屑清除钻杆（EHCDP），其螺旋槽道结构使环空流体形成涡流结构，涡流的卷吸和钻杆旋转离心力可将岩屑甩入环空高边提高岩屑清洁效率。Zhu等[20]建立了水平井段岩屑三维瞬态模型，模拟了岩屑床层的分布特征及岩屑运移机理，模拟结果表明钻井工具能在一定程度上有效防止和主动破环岩屑床。蒋世全等[21]针对水平井大位移井钻井遇到的技术难题进行了摩阻—扭矩预测及评价、井眼净化等一系列研究，研究发现倒划眼及短起下钻过程中震动筛出口处会有大量的岩屑返出，证明短起下钻及倒划眼对岩屑运移和井眼净化有积极作用。……