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作者:徐月霞;宋颐;徐波;谷长雄;
单位:中国石油西南油气田公司工程技术研究院;中国石油集团西部钻探工程有限公司玉门钻井分公司;
摘要:在持续的油气开采过程中,地层里的部分微颗粒会随着产出的油气流体悬浮进入井筒内,若不及时清理会在井壁形成砂床,堵塞井筒和油管,影响油井正常开采。目前较为常规的应对措施是利用井下冲洗工具进行破碎冲洗,将堵塞沙柱破碎并带出井筒,但目前国产射流冲击工具的冲洗效果还不太理想。考虑油管-工具-砂粒耦合作用,利用SolidWorks和Fluent建立了固定式分散式喷嘴冲洗工具的三维模型以及工作流场模型,并利用有限元软件,通过分析不同参数下前向分散式喷嘴对结垢物的冲洗破碎效果(主要为结垢物的受力)和径向分散式喷嘴对游离沙的冲洗携带效果(主要为井筒受力),评估各个参数对工具作业效率的影响。基于前期试验数据并结合仿真数据,对前向喷嘴的布置数量、喷嘴形状、前倾角、孔径以及径向喷嘴的布置数量、形状、周向角和孔径等参数进行逐个研究。最终,针对目前井下堵塞的常规类型,结合经济效益及加工难度等因素,提出了射流冲击工具的优化结构设计方案,有效提升射流冲击工具的清洗效率。
关键词:喷嘴;;设计优化;;清洗破碎性能;;流场分析;;有限元
基金资助:国家重点研发计划项目(2021YFC2800905-03);; 四川省重点研发项目(2022YFS0497)