【摘 要】
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在页岩气井的钻井过程中,由于重力作用,钻井时产生的岩屑会沉降在钻杆下部的低速区,随着岩屑的逐渐堆积,形成的岩屑床会使钻柱产生卡钻和机械钻速降低等问题,严重影响钻进效率。为了提高页岩气井眼净化效果并研究井眼净化的影响因素,通过有限元仿真的方法,在Fluent中建立了欧拉固液双相流模型与三维井眼环空岩屑沉降模型,采用六面体网格对模型进行划分,验证了网格无关性和收敛性;再将室内岩屑运移装置模拟的岩屑沉降结果与有限元仿真结果做对比,证明了模型的正确性;最后利用有限元仿真分析了在幂律流体中岩屑直径、井斜角、机械钻速
【机 构】
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长江大学机械工程学院,中国石油西南油气田公司页岩气研究院,长庆油田分公司机械制造总厂
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“深水无隔水管钻井涡动对钻柱动态响应研究”(51405032),页岩油气国家重点实验室开放基金项目“硬塑性岩层空化射流高频多维冲击破岩机理及应用研究”(20-YYGZ-KF-GC-16),非常规油气省部共建协同创新开放基金项目“深层页岩气硬质地层多维冲击破岩机理及应用研究”(UOG2020-04)。
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在页岩气井的钻井过程中,由于重力作用,钻井时产生的岩屑会沉降在钻杆下部的低速区,随着岩屑的逐渐堆积,形成的岩屑床会使钻柱产生卡钻和机械钻速降低等问题,严重影响钻进效率。为了提高页岩气井眼净化效果并研究井眼净化的影响因素,通过有限元仿真的方法,在Fluent中建立了欧拉固液双相流模型与三维井眼环空岩屑沉降模型,采用六面体网格对模型进行划分,验证了网格无关性和收敛性;再将室内岩屑运移装置模拟的岩屑沉降结果与有限元仿真结果做对比,证明了模型的正确性;最后利用有限元仿真分析了在幂律流体中岩屑直径、井斜角、机械钻速
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