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1、第38卷第2期石油钻采工艺Vol.38No.22016年3月OILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYMar.2016文章编号：1000–7393（2016）02–0133–05DOI:10.13639/j.odpt.2016.02.001不同偏心度的环空涡动流场特性1，211111张晋凯 李根生 黄中伟 田守嶒 宋先知 王海柱1.油气资源与探测国家重点实验室；2.中国石化石油工程技术研究院引用格式：张晋凯，李根生，黄中伟，田守嶒，宋先知，王海柱.不同偏心度的环空涡动流场特性［J］.石油钻采工艺，2016，38（2）：133-1
2、37.摘要：为了深入研究环空涡动时的流场特性，根据流体力学理论，以连续性方程和N-S方程为控制方程，利用计算流体力学技术对钻柱涡动时环空赫巴流体的流动进行了系统的数值模拟，研究了不同公转方向下钻柱偏心度的变化对环空切向速度剖面与合速度剖面的影响。通过对模拟数据的对比分析，发现不同公转方向下环空流场分布截然不同，正向公转时切向速度在环空宽间隙处随着公转速度、自转速度和偏心度增大正向增大；反向公转时会出现二次流，切向速度在环空宽间隙处随偏心度的减小整体反向减小，同时二次流趋势越明显，摩阻压耗越大。合理应用这些规律有助于完善现有钻井水力学理论，更好地揭示井
3、下环空流场特性，并为钻井水力参数优化设计提供有效的理论指导。关键词：涡动；环空；赫巴流体；摩阻压耗；数值模拟；流场中图分类号：TE21 文献标识码：AFeaturesofvortexflowfieldsinannuluseswithdifferenteccentricities1,211111ZHANGJinkai,LIGensheng,HUANGZhongwei,TIANShouceng,SONGXianzhi,WANGHaizhu1.StateKeyLaboratoryofPetroleumResourcesandProspecting,Be
4、ijing102249,China;2.SINOPECResearchInstituteofPetroleumEngineering,Beijing100101,ChinaCitation:ZHANGJinkai,LIGensheng,HUANGZhongwei,TIANShouceng,SONGXianzhi,WANGHaizhu.Featuresofvortexflowfieldsinannuluseswithdifferenteccentricities［J］.OilDrilling&ProductionTechnology,2016,38(2
5、):133-137.Abstract:Tofurtherunderstandfeaturesofflowfieldduringvortexinannulus,impactsofeccentricityvariationsontangentialvelocityprofileandresultantvelocityprofileofannulusunderdifferentrotationdirectionsweredeterminedaccordingtothefluiddynamicstheoriesandwithcontinuityequatio
6、nandN-Sequationascontrollingequations.Inthisstudy,systematicnumericalsimulationswereperformedonflowsofHershel-Bulkleyfluidinannulusduringvortexofdrillpipesbyusingfluiddynamics.Throughcomparisonofsimulationdata,itisseenthatdistributionsofflowfieldsintheannulusaresignificantlydif
7、ferentindifferentrotationdirections.Duringrotationinpositivedirection,tangentialvelocityincreaseswiththeincreasesofrevolutionspeed,speedofautorotationandeccentricityaroundwideclearanceofannulus.Duringrotationinnegativeposition,secondaryflowsareobserved,andtangentialvelocitydecr
8、easesreverselywiththedecreasesofeccentricityinwideclea
