径向钻井倾斜井底高压水射流流场分析.pdf

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1、石油机械2013年第41卷第5期CHINAPETROLEUMMACHINERY一19一．．钻井技术与装备径向钻井倾斜井底高压水射流流场分析易松林汪志明易先中吉源强刘利军(1．中国石油大学(北京)2．长江大学机械工程学院)摘要：为了对径向钻井倾斜井底高压水射流的流场进行研究，建立了三维单喷嘴水射流井底模型，采用Fluent软件对模型的流场结构进行了数值模拟分析。分析结果表明，径向钻井高压水射流喷嘴外部流场中存在“负压效应”和“水垫现象”，负压的存在有利于射流从喷嘴内部流出，水垫会对喷头的推进产生阻碍作用；当径向钻井临时井底倾斜角度为0。时，射流到达井底后沿井底壁面中心向外对称流动，但随着井底墙壁

2、倾斜角度的增大，由于倾斜井底的引流作用，大部分流体会沿着井底倾斜的方向流动，并且沿倾斜方向的流速较大；径向钻井中，如果井底是倾斜的，则沿着井底倾斜方向的压力比井底另一侧高。关键词：径向钻井；倾斜井底；高压水射流；单喷嘴；负压效应；水垫层；流场分析中图分类号：TE921文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2013．05．005AnalysisofHighPressureWaterJetFlowFieldatInclinedBottomholeinRadialDrillingYiSonglinWangZhimingYiXianzhongJiYuanqiangLi

3、uLijun(1．ChinaUniversityofPetroleum，Belting2．CollegeofMechanicalEngineering，YangtzeUniversity)Abstract：Toanalyzetheflowfieldofhighpressurewaterjetatinclinedbottomholeinradialdrilling，thethree-dimensionalbottomholemodelofsingle．nozzlewateretwasestablished．TheFluentsoftwarewasadoptedtoconductanumerica

4、lsimulationanalysisoftheflowfieldstructureofthemode1．Theanalysisshowsthatthereexist‘‘negativepressureeffect”and“watercushionphenomenon”intheexternalflowfieldofradialdrillinghighpressurewaterjetnozzle．Theexistenceofnegativepressureisfavorabletothejetflowingoutofthenozzle．Thewatercushionwillbeabarrier

5、totheadvancementofthenozzle．Whenthetemporarybottomholeangleofinclinationinradialdrillingisothejetreachesthewellbottomandthenfollowsasymmetricaloutwardflowalongthebottomholewal1cen-．ter．Butwiththeincreaseofbottomwal1tiltmostofthefluidwil1flowinthedirectionofbottomtiltduetothediver—sioneffectofincline

6、dbottom．Andtheflowrateintheinclinedirectionisremarkable．ThepressureinthedirectionofbottomtiltiShigherthanthatontheothersideinradialdrillingifthebottomholeisinclined．Keywords：radialdrilling；inclinedbottomhole；highpressurewaterjet；singlenozzle；negativepressureeffect；watercushionlayer：flowfieldanalysis

7、同一口井的同一个油层或不同油层内沿径向钻出1O言个以上的水平井眼卜。当前国内、外对径向钻井高压水射流单孔喷嘴垂直射流的二维简化模型研究径向钻井高压水射流技术是利用高压水射流在较多，但是由于井底环境复杂，加上钻井时管柱的基金项目：国家自然科学基金委员会一中国石油天然气集团公司石油化工联合基金资助项目“钻柱托压效应的振动释放机理与特征”(U1262108)；国家自然科学基金项目(51174035、50