网站大量收购闲置独家精品文档,联系QQ:2885784924

RDM技术中双壁钻杆环空钻井液流动模拟研究.docx

RDM技术中双壁钻杆环空钻井液流动模拟研究.docx

  1. 1、本文档共8页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多

石油机械

—20—CHINAPETROLEUMMACHINERY2011年第39卷第5期

—20—

钻井新技术?

RDM技术中双壁钻杆环空钻井液流动模拟研究

陈颖杰杨无珩2王平1马天寿3刘景涛张峰

(1.中国石油大学(北京)2.江汉油田钻井公司3.西南石油大学石油工程学院)

摘要RDM钻井技术以同心双壁钻杆为基础,钻井液从双壁钻杆环空泵入井内,并从内部钻杆携带岩屑返回地面,从而实现钻井液闭环循环。该钻井技术中双壁钻杆环空流道中有支撑双壁钻杆内管的定位块,定位块对钻井液流动产生巨大影响。通过Fluent软件模拟钻井液在双壁钻杆环空内的流动规律,发现定位块处压力降低后逐渐增大,流速增加后迅速降低,定位块处出现4个轴对称最低流速区、最高流速区、最低压力区和最高压力区,固相颗粒浓度在壁面处最高。分析表明,双壁钻杆流道的过流面积小,而且由于定位块的存在,循环压耗较常规钻井大很多,故不宜采用大排量进行钻进。这为建立井底压力计算模型、优化定位块结构和优选钻井水力参数等提供了科学依据,对RDM钻井技术的发展具有积极作用。

关键词RDM双壁钻杆Fluent数值模拟流场分布

0引言

ReelWell钻井方法(ReelWellDrillingMethod,RDM)是一项新的钻井新技术,最初是为解决连续管钻井中井眼清洗问题而提出来的1。RDM于2004年创建,主要由挪威国家石油公司、挪威科学研究委员会进行理论研究、配套设备的研发与测试;2005年进行可行性分析与调研;2006年完成关键配套设备的研发与测试,同年Shell公司加入研究该技术;2007年在“Ulrigg”钻机上对全尺寸模型进行考证;2008年实际设备再次在该钻机上进行试验;2009年在陆上与海上进行了试验井的钻探试验并取得成功,同年该技术获得了OTC新技术奖的提名[1-7]。

RDM技术以同心双壁钻杆技术为基础,钻井液从双壁钻杆环空泵入井内,清洗井眼,并携带岩屑从双壁钻杆的内钻杆返回地面,从而实现了钻井液的闭环循环。该技术在井底压力精确控制、钻井液微流量控制、钻压控制、欠平衡钻井、大位移井钻井、井眼清洗、尾管钻井、海洋深水钻井、实现单一直径的井身、提高钻井安全性与作业效率以及有压力挑战性的地层钻进方面具有较大的潜力和优势1-73。RDM技术中双壁钻杆环空流道中有支撑双壁钻杆内管的定位块,此定位块对钻井液流动产

生巨大影响。为此,通过Fluent软件模拟双壁钻杆环空内钻井液流动规律,对建立该技术的井底压力计算模型、优化定位块结构、优选钻井水力参数、研究钻井液冲蚀和腐蚀钻具等提供依据,对该技术的发展具有积极作用。

1研究问题及模型

如图1所示,RDM主要由顶驱适配器、双壁钻杆、上部BHA(由滑动活塞等组成)、下部BHA(包括钻头、下部扩眼器、井下动力钻具、流动转换接头、双浮动阀)、地面数据采集系统、传感装置、旋转控制装置、防喷器、液压系统、钻井液循环及处理系统和其他的辅助装备组成1,3]。RDM与常规钻井主要差异为钻井液循环通道不同:①RDM中钻井液由双壁钻杆环空输送到井底,携岩从双壁钻杆内钻杆返回地面,流道均在钻杆和钻杆环空;②常规钻井中钻井液由钻杆输送到井底,携岩从钻杆与井筒环空返回地面,流道包括钻杆、裸眼井筒和套管井筒。

笔者参照文献[4]中的双壁钻杆进行模拟,双壁钻杆是用常规钻杆改造而成的,在常规钻杆里面采用了一种专用的装置进行改造,这种装置使得双壁钴杆与常规钻井环空模型有一个显著的区别,图2为同心双壁钻杆环空流道几何模型。可以看

2011年第39卷第5期陈颖杰等:RDM技术中双壁钻杆环空钻井液流动模拟研究—21—

出,双壁钻杆的外壁和内壁之间均匀分布有4个内管定位块,定位块有2个作用:①将钻杆的内壁和外壁固定在一起;②使内管居中,内管与外管的同心度得以保证。

a.RDM钻井b.常规钻井

图1RDM与常规钻井示意图

1、16—钻井液处理与循环系统;2—顶驱适配器;3—液压系统;4-旋转控制装置;5—防喷器;6、14—套管;7—滑动活塞;8--双壁钻杆;9—双浮动阀;10、12—BHA;11—流动转换接头;13—钻柱;15—防喷器。

图2同心双壁钻杆几何模型1—外管;2—内管;3—定位块。

基础参数:①外管采用常规?114.3mm(41%英寸)钻杆,其外径为114.3mm,内径为100.5mm,壁厚6.88mm

您可能关注的文档

文档评论(0)

文档下载 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档