钻井水射流附壁振荡短节的频率和压降分析

水平井、大位移井等复杂井在钻进过程中会出现大摩阻、钻压拖拽等问题。水力振荡器可以有效降摩减阻、提高钻井效率,而侧壁高度、侧壁角度、劈尖距离及反馈角度等结构参数是影响振荡短节振动特性的关键因素。在阐明水力振荡器工作原理、进行理论分析的基础上,利用CFD数值模拟方法及单因素分析法研究了结构性能参数变化和振荡器压降频率之间的关系。研究结果表明:振荡短节压降、和振荡频率随侧壁角度的增大而增大,且振荡频率逐渐趋于稳定;随着侧壁高度的增大,压降和频率呈现先降低后上升的趋势,且在侧壁高度2 mm时达到最低值;劈尖距离增大,压降和频率逐渐降低;反馈角度增大时,振荡频率基本保持不变。研究成果对射流式水力振荡短节的设计及结构优化具有一定的指导意义。