钻井用浮箍结构冲蚀安全优化数值模拟研究

论文摘要

针对固井过程中套管用浮箍、浮鞋等附件频频发生失效事故,开展固井浮箍、浮鞋冲蚀优化的数值模拟研究。通过建立浮箍流场CFD有限元模型,定量模拟研究不同阀芯开度下含有固相颗粒的多相流对浮箍阀体的冲蚀速率,建立了冲蚀速率与固相颗粒含量、固相颗粒大小、阀芯开启度的关系曲线。结果表明:弹簧式浮箍在开启高度L大于或等于40mm,舌板式浮箍在阀板开启角度大于50°时,能使其冲蚀速率显著减小。

论文目录

• 1 CFD建模
•   1.1 紊流控制方程
•   1.2 Finnie体积冲蚀磨损理论
•   1.3 固相颗粒受力模型
•   1.4 浮箍阀件几何结构模型
•   1.5 边界条件
• 2 浮箍冲蚀机理研究
•   2.1 冲蚀速率与砂粒直径的关系分析
•     2.1.1 弹簧式浮箍冲蚀速率与砂粒直径的关系
•     2.1.2 舌板式浮箍冲蚀速率与砂粒直径的关系
•   2.2 冲蚀速率与含砂量的关系分析
•     2.2.1 弹簧式浮箍冲蚀速率与含砂量的关系
•     2.2.2 舌板式浮箍冲蚀速率与含砂量的关系
•   2.3 冲蚀速率与浮箍开启度的关系分析
•     2.3.1 弹簧式浮箍冲蚀速率与浮箍开启高度的关系
•     2.3.2 舌板式浮箍冲蚀速率与浮箍开启角度的关系
• 3 结论与建议

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈新海,豆惠萍,王乐顶,李立昌,李毅,王锐,杨恺

关键词: 固井,浮箍,冲蚀,安全优化,数值模拟

来源: 安全与环境工程 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 渤海钻探工程技术研究院,中国石油华北油田勘探开发研究院,渤海钻探井下技术服务分公司

基金: 国家科技重大专项项目(2016ZX05022004),中国石油天然气股份有限公司重大科技专项项目(2017E-1511)

分类号: TE925.2

DOI: 10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.2019.01.026

页码: 170-176

总页数: 7

文件大小: 2931K

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