涡轮式水力振荡器结构参数优化及流体仿真
Science Technology and Engineering（2022）
Abstract
大位移长水平井开发的后期,存在着大摩阻的问题,严重制约钻具向更远目标的快速钻进,在世界范围内引起了广泛关注.水力振荡器是油井开发后期降摩减阻的重要工具.针对该问题提出了一种涡轮式水力振荡器.该水力振荡器通过静阀与转阀流道口之间的相位变化将钻井液的动能转化为周期性脉冲压力,有效地解决了钻井过程中出现的托压和自锁问题.分别对圆形流道口、扇形流道口与正方形流道口进行优化设计,发现正方形流道口的降摩减阻效果最好.运用理论计算与FLUENT流体仿真分析,研究静阀与转阀的运动规律以及流道的尺寸和长度对阀组压降的影响,得到一组最优的阀组尺寸:中间流道口的半径为14.2 mm,正方形外流道口的边长为27 mm,流道长度为30 mm.研究结果表明该结构可以提供0.096～2.96 MPa的稳定脉冲压力.
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