水平定向钻泥浆拖拽阻力对回拖力的贡献权重

泥浆拖拽阻力对回拖力贡献的权重问题是研究水平定向钻管道穿越回拖力时一项重要的内容。在目前的计算模型中,泥浆拖拽阻力的贡献权重不一致。针对这一问题,文中采用了与实际工程较接近的ASTM法进行计算研究,提出了新的权重计算公式,并结合3个工程实例,对泥浆拖拽阻力的权重进行计算分析。结果表明,泥浆拖拽阻力引起的回拖力计算结果差值为10%左右,泥浆拖拽阻力在回拖力中贡献的权重不能忽略。

管道泥浆输移能力的试验研究

利用黄河堤防淤筑工程中采用的管道泥浆输送设备,通过现场观测获取施工管道的压力、流量、含沙量等资料,对管道泥浆输移能力进行了试验研究.首先对高含沙水流的阻力系数变化规律进行了分析,给出了阻力系数与泥浆Re数间的相关关系.同时分析了管道泥浆输送能力,引入反映管道阻力特性的综合排距概念,更全面、准确地反映了管道输送能力,提出的管道流量与综合排距的确定方法可供泥浆管道水力设计时参考使用.

水平定向穿越钢管回拖力的分析与实测

为了保证水平定向穿越的顺利实施,回拖力的确定至关重要.总结国内外管道回拖力计算的规范方法,针对主要区别的泥浆阻力及管道弯曲大变形阻力两部分,建立泥浆阻力模型和管道弯曲大变形阻力模型,形成更精细的回拖力计算公式,分析水平定向穿越回拖全过程的管道受力.对比某实际天然气管线工程整个回拖过程的施工监测结果表明,提出的回拖力计算方法与实际情况更吻合,管道弯曲大变形阻力占回拖力的主要部分,回拖力随管线大转角处拐角的增加呈指数增长.

Flow Characteristics in an External-Loop Airlift Slurry Reactor

The local flow characteristics in an external-loop airlift slurry reactor were investigated.The axial profiles of the local gas holdup,the Sauter mean diameter and the rise velocity were obtained.It was found that the bubble size and rise velocity were influenced by the solid holdup,and the bubble coalescence was enhanced by the increase of the solid holdup.A new correlation was used to predict the slip velocity between the gas phase and the slurry phase by taking into account the local gas holdup,the bubble size,and the physical properties of the experimental system.By using this correlation,the local drag coefficient can be calculated in the bubble swarm.

水平定向钻管道穿越孔底泥浆的力学特性

将水平定向钻(HDD)回拖过程中孔底泥浆的流动假定为幂律流体在同心环形空间中的稳定流动,考虑内管轴向运动对流场分布的影响,根据Navier-Stokes方程推导泥浆压力梯度与管道外表面泥浆剪切应力的解析计算方法。基于搜集的HDD工程实例采用该解析方法进行数据分析,并与现有Baroid经验公式、SPE经验公式和Polak经验公式的计算结果进行对比。结果表明:由解析方法求得的泥浆压力梯度与实测值相差最小;泥浆拖曳阻力是回拖载荷的重要组成部分,计算中不可忽略;扩径比是泥浆压力梯度与剪切应力计算中敏感性最强的因素。

可防止压差卡钻和衰竭砂岩地层泥浆漏失的DS泥浆

实验室试验和现场实验均证明，钻井过程中采用一种新型可变形地层封堵剂（DS——Deformable Sealant）可减少泥浆在严重衰竭地层中的漏失。采用该新型泥浆防漏措施与水基泥浆相结合，通过在几个需钻透一系列严重衰竭地层的油田应用后，结果表明可有效预防压差卡钻和泥浆漏失。本文介绍了该新型防漏措施的地质力学原理、添加新型地层封堵剂的钻井液设计（可将DS按2%～4%的体积浓度添加到水基泥浆中）、DS泥浆的实际应用情况。

水平定向钻回拖载荷预测模型

从弹性力学与非牛顿流体力学的角度出发,研究了与回拖载荷相关的变量,着重分析了回拖阻力的3个组成部分(管道质量及其引起的管土摩擦力、弯曲段阻力效应引起的阻力与泥浆拖曳阻力)的计算方法,三者求和并根据静力平衡条件可得回拖载荷。3项阻力在回拖载荷中均占有较高的贡献权重,且贡献权重在回拖过程中呈现动态变化。泥浆拖曳阻力是回拖阻力的重要组成部分,将其纳入可更准确地预测回拖载荷的动态特性。根据搜集的HDD安装试验数据,对预测模型进行实例验证,预测结果与试验数据之间良好的一致性表明所提方法的正确性。