深水雙梯度鉆井空心球注入與分離技術(shù)研究.pdf

1、雙梯度鉆井又稱(chēng)為雙密度鉆井，是一種適用于深水鉆井的新型鉆井技術(shù)?？招那螂p梯度鉆井技術(shù)采用輕質(zhì)空心球注入鉆井液，對(duì)降低鉆井液密度具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)?？招那螂p梯度技術(shù)要求回收利用空心球以降低鉆井成本，本文重點(diǎn)研究采用旋流分離器海面分離回收空心球。首先介紹了空心球雙梯度鉆井技術(shù)原理及相關(guān)理論，設(shè)計(jì)旋流分離器的物理模型并建立旋流場(chǎng)的數(shù)學(xué)湍流模型，使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)仿真軟件對(duì)旋流器內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，所得速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)與采用旋流理論分析分析結(jié)果一致

2、。旋流器的幾何結(jié)構(gòu)及操作條件與旋流器分離效率密切相關(guān)。本文對(duì)影響旋流器能耗以及空心球和鉆屑分離效率的因素進(jìn)行參數(shù)敏感性分析，確定各因素的影響趨勢(shì)。通過(guò)正交數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，在一定的參數(shù)范圍內(nèi)對(duì)總體設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，構(gòu)建了較為理想的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)模型。空心球水下注入隔水管是實(shí)現(xiàn)空心球雙梯度鉆井的關(guān)鍵技術(shù)之一，高濃度的空心球水下注入可以有效降低鉆井液密度。通過(guò)層次分析法確定備選注入方案的權(quán)重系數(shù)，對(duì)空心球注入方案進(jìn)行優(yōu)選，探討了被選方案的作業(yè)