海上油井用井下水力旋流器数值仿真研究

在海上油井旋流器结构优化设计问题的研究中,由于海上油井产液量大,需要配置能适应高产液量的井下水力旋流器,提高油水分离效果。针对传统方法无法指导高流量旋流器设计选型的问题,应用流体力学原理,进行数值仿真方法研究。针对井下水力旋流器的结构形式,提出一种结构化网格划分方案,在满足网格质量要求的前提下降低了计算时间。通过分析仿真结果,得到旋流器内流场速度分布、压力分布以及油相体积浓度分布规律,揭示了油水两相流的分离特性,并且在高流量范围内,计算出了底流含油浓度-流量、能耗-流量的关系曲线,计算结果与实验数据吻合较好,说明了数值仿真的可靠性,同时也为进一步研究海上油井用高流量井下水力旋流器的内流场特性及结构优化设计提供了一条有效途径,为井下油水分离技术在海上油井的应用打下了基础。

利用井下水力旋流器提高井下清洗效果

在石油钻井中,随着钻井深度的逐渐加深和钻井射流中的固相颗粒含量的不断增多,将会影响钻井射流清洗井底岩屑的效果,导致钻井速度降低,钻头磨损加剧。为此,根据水力旋流器的工作原理、结构和井下空间的适应性,进行了井下水力旋流器室内实验装置的结构设计。最后对它进行了室内实验。实验表明,井下水力旋流器的使用,进入钻头的固相含量降低值在0.9%～1.4%之间。

井下水力旋流器设计及应用

随着钻井深度的逐渐加深,钻井液中的固相含量会不断增大,将会导致钻速下降、钻头寿命降低。井下水力旋流器在通过钻头之前进行固相分离,这样有力的改善钻头工作环境,提高井底射流的破岩和清除岩屑的能力。现场使用表明:井下水力旋流器结构合理、性能可靠、安装拆卸方便,满足现代钻井工艺要求,具有推广前景。