控压钻井自动分流管汇系统设计与数值模拟研究

发布时间：2018-09-19 19:57

【摘要】：为解决精细控压钻井回压补偿系统价格高、占用井场面积大的问题,设计了一种用于控压钻井的自动分流管汇系统,用以替代现有精细控压钻井设备中的回压补偿系统。设计的自动分流管汇系统结构简单,适应能力强,具有钻井泵单泵工作模式、双泵工作模式和常规钻井大排量模式,可满足现有精细控压钻井各种工况的转换要求。根据质量守恒方程、动量守恒方程及节流阀开度的控制方式,建立了自动分流管汇系统的数学流动模型,并采用数值方法求解了数学流动模型。数学流动模型的计算结果和计算流体动力学模拟结果都表明,该自动分流管汇系统能将井口压力稳定控制在设定压力,能够满足精细控压钻井需求。
[Abstract]:In order to solve the problem of high price and large area occupied by precision controlled pressure drilling backpressure compensation system, an automatic shunt pipe assembly system for controlled pressure drilling is designed to replace the back pressure compensation system in existing fine controlled pressure drilling equipment. The designed automatic flow manifold system has simple structure and strong adaptability. It has single pump working mode, double pump working mode and large displacement mode of conventional drilling, which can meet the conversion requirements of various working conditions in existing fine controlled pressure drilling. According to the mass conservation equation, momentum conservation equation and the control mode of throttle opening, the mathematical flow model of automatic shunt manifold system is established, and the mathematical flow model is solved by numerical method. The calculation results of the mathematical flow model and the computational fluid dynamics simulation results show that the automatic flow manifold system can stabilize the wellhead pressure at the set pressure and meet the requirements of fine pressure control drilling.
【作者单位】： 中国石油集团渤海钻探工程有限公司钻井技术服务分公司;
【基金】：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(编号:2016ZX05020)资助
【分类号】：TE242

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