幂律流体偏心环空流动中的波动压力修正模型.pdf

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1、2Ol3年第42卷石油矿场机械第2期第14页0ILFIELDEQUIPMENT2Ol3，42(2)：l4～17文章编号：1O0卜3482(2O13)02—0014-04幂律流体偏心环空流动中的波动压力修正模型李征，朱宏武，孔祥领，范效礼，郝健生(1．中国石油大学(北京)机械与储运工程学院，北京102249；2．中国石油技术开发公司，北京100028)摘要：在石油钻井过程中，井眼环空中的流动多为幂律流体偏心环空流动。Burkhardt公式仅适用于同·42环空流动，用来计算偏心环空流动中的波动压力时存在较大误差。通过CFD数值计算，分析了环空比和偏心

2、度对幂律流体偏心环空中波动压力的影响。结果表明：在大环空比的情况下，波动压力随偏心度增大而减小；在小环空比时波动压力随着偏心度增大而出现先增大后减小的趋势。建立了Burkhardt公式中的常系数和泥浆粘附系数与环空比和偏心度之间的函数关系，从而扩展了Burkhardt公式的适用范围，使之可以计算幂律流体偏心环空紊流流动的波动压力。将扩展型Burkhardt公式的计算结果与文献中的数据进行了对比，误差<9。关键词：井筒；幂律流体；偏心；Burkhardt公式中图分类号：TE921．01文献标识码：ASimplifiedCalculationMode

3、lforSurgePressureinEccentricAnnularFlowofPower-lawFluidIAZheng，ZHUHong—WU，KONGXiang—ling，FANXiao—li，HAOJian—sheng(1．CollegeofMechanicalandTrn"s户or口￡0Engineering，ChinaUniversityojPetroleum(Beijing)，Beijing102249，China；2．ChinaPetroleumTechnologyandDevelopmentCorporation，Beijing

4、100028，China)Abstract：Duringdrillingprocess，annularflowinwellborewasusuallyeccentricannularflowofpower—lawfluid．However，Burkhardt’Sformulaiswidelyusedinthefieldonlyworkedforcon—centricannularflow，wheretherewouldbealargeerrorwhenitwasappliedtocalculatesurgepressureineccentrica

5、nnularflow．Inthepaper．theeffectofannularratiOandeccentricityonsurgepressureineccentricannularflowofpower-lawfluidwasanalyzedinthepaperthroughCFDcalculation．Andtheresultsshowedthatsurgepressuredecreasedwiththeincreaseofeccen—tricitywhenannularratiowastarge；butitincreasedfirsta

6、ndthendecreasedwiththeincreaseofeccentricity；numericalfittingmethodwasusedtosetupthefunctionsofeccentricityandannularratioreferredtoconstantcoefficientandmudcohesioncoefficientinBurkhardt’Sformula．whichextendedtheapplicationscopeofBurkhardt’Sformulawhereitcanbeusedtocalculate

7、thesurgepressureineccentricannularflowofpower-tawfluid．Intheend，theextendedformulawascheckedwithdatainreferencepaper，andtheerrorwas1essthan9．Keywords：wellbore；powerlawfluid；eccentricity；Burkhardt’Sformula在石油钻井过程中，下放钻杆或套管时，管柱的大时会造成井塌或井漏等事故。Burkhardt在往复运动会造成井眼中的压力波动。此压力波动较现场试验的

8、基础上，推导出_『幂律流体井内波动压收稿Et期：2012-08—28作者简介：李征(1985一)，男，河南巩义人，博士研究生，主要研究方