径向钻井高压水射流喷嘴内外流场分析

《径向钻井高压水射流喷嘴内外流场分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、石油机械2013年第41卷第3期CHINAPETROLEUMMACHINERY钻井技术与装备径向钻井高压水射流喷嘴内外流场分析易松林汪志明孙怡红易先中吉源强刘利军(1．中国石油大学(北京)2．中国石油工程建设公司采购部3．长江大学机械工程学院)摘要：径向钻井高压水射流技术目前在国内外得到了广泛应用。对射流喷嘴内、外流场进行数值模拟分析将为选择合理的喷嘴结构以及为高压水射流破岩的进一步研究奠定基础。根据射流动力学原理，建立了单喷嘴轴对称淹没射流破岩的物理模型和数学模型，运用Fluent软件对径向钻井高压水射流喷嘴内、外流场进

2、行了数值模拟，并分析了在不同喷距和入口流量下喷嘴内、外流场的规律。分析结果表明，射流轴线上存在速度衰减性、圆柱段速度保持性和最大速度偏移性；当射流冲击到径向井底后，在井底壁面上产生水垫，对喷头的推进产生阻碍作用；在径向钻井高压水射流中会产生滞止现象，将不利于钻井过程中岩屑的快速移运。关键词：径向钻井；高压水射流；喷嘴；流场；数值模拟中图分类号：TE921文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2013．03．004AnalysisoftheInternalandExternalFlowFie

3、ldsofHighPressureWaterJetNozzleinRadialDrillingYiSonglinWangZhimingSunYihongYiXianzhongJiYuanqiangLiuLijun。(1．ChinaUniversityD厂Petroleum，Beifing2．ChinaPetrdeumEngineering&ConstructionCorp．3．SchoolofMechanicalEngi—neering，YangtzeUniversity)Abstract：Thetechnologyofh

4、ighpressurewaterjetinradialdrillinghascurrentlybeenusedwidelyathomeandabroad．Anumericalsimulationandanalysisoftheinternalandexternalflowfieldsofjetnozzlewilllaythefoundationforthefurtherstudyofselectionofrationalnozzlestructureaswellasforhighpressurewaterjetrockbr

5、eaking．Accordingtothejetdynamicprinciple，thephysicalandmathematicalmodelsofaxial—symmetricalsub—mergedjetrockbreakingwithsinglenozzlewereestablished．Anumericalsimulationoftheinternalandexternalflowfieldsofhighpressurewaterjetnozzleinradialdrillingwasconductedwitht

6、heFluentsoftware．Thelawsoftheinternalandexternalflowfieldswereanalyzedindifferentjetdistancesandinletflowrates．Theanalysisshowsthatthereexistvelocityattenuation，velocityretentioninthecylindricalsectionandmigrationinthemaximumspeed．Whenthejetflowimpactsintotheradia

7、lholebottom，thewatercushionwilloccuronthebottomholewallsurface．Thiswillproduceabarriertonozzleadvance．Stagnationwillariseinhighpressurewaterjetforradialdrill—ing．Thiswillbeunfavorabletothetransportationofcuttingsinthedrillingprocess．Keywords：radialdrilling；highpre

8、ssurewaterjet；nozzle；flowfield；numericalsimulation藏经济开采的重要手段，目前在国外得到了广泛应0引言用卜，其原理是利用高压水射流在一口井的同一个油层或不同油层内沿径向钻出一个以上的水平井径向钻井高压水射流技术作为提高低渗透油气眼I4。用于径向钻井高压水射