声速流对钻头温度和压力的影响

摘要：

气体钻井过程中,喷嘴处容易产生声速流,且在声速流条件下,伴随着压力间断和喷嘴低温,会导致钻头"冰包",环空压力急剧上升而立管却无法检测的现象,容易造成地面及井下事故.以超临界CO2气体钻井为例对钻头渐缩喷嘴压力、温度、流速变化对声速流的影响进行研究.结果表明:气体从喷嘴喷出后,压力急剧降低,体积快速膨胀,产生焦耳汤姆逊效应,使得喷嘴出口温度急剧降低,降低幅度取决于气体性质以及上下游压力比;在进行气体钻井设计时,尤其是需要高压力、大排量喷射钻井时,首先要估算井底压力范围,再计算喷嘴上游临界压力,确定钻头上游安全压力带作为水力参数设计的参考标准,控制好井底与钻头上游之间的压力关系,避免声速流的发生.

关键词：钻井、声速流、喷嘴、温度、压力、二氧化碳

所属期刊栏目：34

分类号：TE242.6(钻井工程)

资助基金：国家"973"重点基础研究发展规划项目2010CB226704

在线出版日期：2010-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：67-69,74