為了解決井下減摩阻工具結(jié)構(gòu)復雜、易受地層環(huán)境影響的問題,設(shè)計了新型射流振蕩減摩阻工具,并對該工具內(nèi)部流場特性進行了數(shù)值模擬分析,結(jié)果表明:新型射流振蕩減摩阻工具射流短節(jié)內(nèi)部流體存在附壁與切換現(xiàn)象;隨著入口流速的增加,射流短節(jié)振蕩室內(nèi)流體流動狀態(tài)從無規(guī)則變?yōu)橐?guī)則的旋流流動,當入口流速繼續(xù)增大則轉(zhuǎn)變?yōu)闊o規(guī)則流動狀態(tài);工具穩(wěn)定工作后,分流中心點處壓力呈現(xiàn)周期性變化。實驗測試結(jié)果與數(shù)值模擬分析結(jié)果較為吻合,驗證了射流振蕩減摩阻工具結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和可靠性。本文研究結(jié)果可為射流振蕩減摩阻工具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供參考。 

【文章來源】：中國海上油氣. 2020,32(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖１０射流振蕩減摩阻工具實驗現(xiàn)場??Ｆｉｇ．?１０?Ｊｅｔ?ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ?ｆｒｉｃｔｉｏｎ?ｒｅｄｕｃｉｎｇ?ｔｏｏｌ?ｔｅｓｔ?ｓｉｔｅ??

?因此，為簡化工具結(jié)構(gòu)，提高３１具使用壽命，筆??者設(shè)計了一種射流振蕩減摩阻工具，并結(jié)合該工具??的工＇作原理，迸行了射流短節(jié)內(nèi)部流體流動特性研??究，通過ＣＦＩ＞Ｐ〇ｓｔ處理得到數(shù)值模擬結(jié)果，最后通??過實驗測試，驗怔了數(shù)值模擬結(jié)果時正確性研究??結(jié)果可為射流振蕩減摩阻工具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供轄??助，也可為進一步展開射流振蕩減摩阻：�。痪呦嚓P(guān)理??論研究提供參考》??１新型射流振蕩減摩阻工具結(jié)構(gòu)設(shè)計??新型射流振蕩減摩阻工具由減震器和射流振蕩??器兩部分組成．其具結(jié)構(gòu)如圖１所示，射流搌蕩??器安裝在減震器前端，在射流振蕩器內(nèi)部設(shè)置射流??短節(jié)由乎射流短節(jié)存在特Ｓ形狀的射流腔當鉆??弁液進人射流＿蕩器后，逋過在射流腔內(nèi)循環(huán)，按照??特定的循環(huán)路線完成循環(huán)后＊從流體出口流出，形成??鉆井液工作壓降。??－射流振蕩器??射流短節(jié)??圖１射流振蕩減摩阻工具結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｊｅｔ?ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ?ｆｒｉｃｔｉｏｎ?ｒｅｄｕｃｉｎｇ?ｔｏｏｌ??當流體在射流短節(jié)內(nèi)循環(huán)時，碁首先形成向上??的人射流？經(jīng)過射流短節(jié)上部輸人通道進人振蕩室ｓ??產(chǎn)生順時針渴流ｆ駕窩成依附壁面轉(zhuǎn)換后，流體經(jīng)過??下部輸人通道進人振蕩乘ｆ產(chǎn)生逆時針渦流，形成周??期性的附壁與切換，形成流體的康達效應。在工作??過程中？射流振蕩器將產(chǎn)生周期性的脈沖壓力波，并??傳遞到射流振蕩器后端的減簏器上ｓ在脈沖壓力的??作用下，？成震器內(nèi)部串聯(lián)的碟簧組出現(xiàn)周期性地壓??縮與復位，使工具產(chǎn)生周期性的軸向振動，從而實現(xiàn)??減摩阻作用ｓ，相對現(xiàn)有常用的水力振蕩器、射流工??具等減摩工具，本文

第３＿２卷第１顧?田：家林等：新慶射琉振翁滅奪Ｋ工具掾計‘及內(nèi)部流場特性數(shù)値模規(guī)分析與實．．驗驗怔??１２７??表１中的愈要結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立射流短節(jié)內(nèi)部流體??計算域結(jié)構(gòu)模型，結(jié)構(gòu)模型包括入水管流域、上下??控制端口流域、上下輸入流道流域、上卞直線流道??流域、鴦曲流遺流域、振＿＿流據(jù)％出入ＣＴ流域??等、如圖２所：示??表１射流短節(jié)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)??Ｔａｂｌｅ?１?Ｍａｉｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｊｅｔ?ｊｏｉｎｔ??參數(shù)?數(shù)值??射流短節(jié)長度／ｍｍ?５９０??射流短節(jié)外徑／ｍｍ?１３８??射流短節(jié)入口直徑／ｍｍ?５２??射流短節(jié)出口直徑／ｍｍ?４０??射流短節(jié)振蕩室直徑／ｍｍ?１２７??射流短節(jié)流道深度／ｍｍ?１４??入水管流域??上直線流道流域??入口流域＼上控制端口流域＼上輸入流道流域?出口流域??下控制端口流域?下輸入流道流域??動力黏度，Ｎ＊ｓ／ｍ２?為平均壓強，分別??表示平均脈動流速分量，ｍ／ｓ；馬為克羅內(nèi)克張量??分量。??通過布西涅斯克假設(shè)，可以將雷諾應力與平均??速度梯度相關(guān)聯(lián)起來，其雷諾應力模型為［１６］??—／—，??ｆ?／?ｄＵｉ??，３ｕｊ?＼??２?（??，．?３ｕｋ?＼??ｆＵｉ?Ｕｊ??—￥（，??＋?ｕｔ?－—?１??＜Ｊ?Ｘｋ．?／??（２）??ｆｉｘ，?＝?ｐＣ?—?（３）??式（２）、（３）中：ｐ為湍流黏度，Ｐａ＊ｓ?ｊ為湍流動能，??ｍ２／ｓ２；ｅ為湍流動能耗散率，ｍ２／ｓ３；Ｃ為經(jīng)驗常數(shù)，??取?Ｃ?＝?０．?０９。??在ＲＮＧ?ｈｅ模型中，湍動能々和湍流動能耗散??率ｅ分別由式（４）、（５）表示［１７］

【參考文獻】：
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本文編號：3319236