欠尺寸稳定器环空流场特性模拟

摘要：

欠尺寸稳定器在页岩气导向钻井中具有控制井眼轨迹、降低摩阻/扭矩、减少钻具阻卡的风险和改善井眼清洁状况等多重作用，但欠尺寸螺旋稳定器作用下的环空流场特性和作用机理并不完善。为此，采用时均紊流黏性模型法和Realizable k-ε湍流模型，对欠尺寸螺旋稳定器环空流体流动特性进行了数值仿真模拟。模拟结果表明，在稳定器环空入口段的环空流动较稳定，靠近稳定器位置开始出现扰动；在稳定器环空中下游（稳定器外侧和出口段）环空流速、总压力和动压力的分布均出现了3个轴对称的流动区域，该流动区域的形成、发展和分布规律基本呈螺旋状，这种螺旋流动状态有利清除井壁岩屑床；而且该段流场涡量较大，流动迹线的发展也极不规律，即稳定器的螺旋结构导致流体发生绕流，绕流时形成了大量的漩涡流动，伴随产生了较大的动压力，而动压力诱发的激振力会加剧钻柱的振动。

关键词：页岩气、导向钻具、螺旋稳定器、欠尺寸稳定器、流场模拟

分类号：TE21(钻井工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划2013CB228003。

在线出版日期：2014-06-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：165-172