弯曲连续管内流体运动机理与摩阻研究

发布时间：2024-01-31 00:24

　　井眼的弯曲直接影响连续管在井下的弯曲状态和连续管内流体的运动特性与摩阻。为此,分析了弯曲连续管内流体流动的运动机理,在此基础上根据流体力学原理建立了不同流体条件下弯曲连续管内流体摩阻计算模型。分析结果表明:弯曲连续管内流体的运动呈现断面环流和冲击波效应,这可能是引起弯曲连续管内流体复杂运动的力学机制;弯曲连续管内流体流动的断面环流和冲击波效应在一定程度上影响了连续管内流体的流态和摩阻;随着井眼曲率半径的减小和注入排量的增大,不同流体条件下弯曲连续管内流体的横向切力和摩阻随之增大;弯曲连续管内流体流动的横向切力和摩阻受弯曲段井眼曲率半径和注入排量的影响较大。研究结果可对弯曲井眼中连续管循环摩阻计算、受力分析和排量优选提供理论参考。

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【部分图文】：

图2弯曲连续管内流体冲击波传播示意图

弯曲井眼中，连续管轴线改变方向对所注入的急流流体的扰动只能向下游传播，引起流体的冲击波效应。这种效应发生的外在条件是边界改变对流体的扰动，容易引起管内流体性质的改变。以水平井弯曲段为例，弯曲连续管内流体冲击波传播如图2所示。由于连续管内流体流速较高，使得流体具有很大的惯性，遇到凹....

图3弯曲连续管内流体横向切力随井眼曲率半径的变化曲线

图3为注入排量0.8m3/min条件下，弯曲连续管内流体横向切力随井眼曲率半径的变化曲线。由图3可以看出，弯曲连续管内流体横向切力随井眼曲率半径的增大而减小，这表明井眼弯曲程度越小，流体的切向运动趋势越小，连续管内流体横向切力就越小，对连续管凹壁的挤压也就越小。相同井眼曲率条件....

图4弯曲连续管内流体横向切力随注入排量的变化曲线

图4为井眼曲率半径30m条件下，弯曲连续管内流体横向切力随注入排量的变化曲线。由图4可以看出，弯曲连续管内流体横向切力随注入排量的增大而增大，这表明在一定井眼曲率半径条件下，随着注入排量的增大，连续管内流体平均流速和加速度增大，增加了连续管断面上切向速度和加速度分量，从而增大了....

图5弯曲连续管内流体摩阻随井眼曲率半径的变化曲线

图5为注入排量0.8m3/min条件下，弯曲连续管内清水和携砂流体的摩阻随井眼曲率半径的变化曲线。由图5可以看出，在弯曲井眼中，随着井眼曲率半径的增大，弯曲连续管内清水和携砂流体的摩阻随之降低。这是因为井眼弯曲程度越小，流体的切向运动趋势越小，流体与连续管内壁接触面上的横向阻力....

本文编号：3890626