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题名带接箍水平油套环空流场特性模拟与试验
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作者
周一粟
黄中伟
张壮壮
姜天文
张明贺
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机构
中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室
中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院
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出处
《石油机械》
北大核心
2023年第1期1-8,共8页
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基金
国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目“分支井眼辅助干热岩注采井送网沟通机理研究”(52020105001)
国家自然科学基金杰出青年基金项目“油气井流体力学与工程”(51725404)。
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文摘
环空压耗的准确预测在深井、超深井钻完井中具有重要意义。环空流场特性研究是环空流动压耗预测的理论基础。为了揭示带接箍水平油套环空的流场特性及其影响规律,建立了不同结构的带接箍水平油套环空流动模型,采用Realizable k-ε湍流模型进行了流场的数值模拟,并开展了基于粒子图像测速技术(PIV)的流场可视化试验。对比分析了缩扩比和排量对环空流场流线分布、速度分布、压耗以及涡量分布的影响,得到了带接箍水平油套环空的流场特性及其影响规律,初步探索了压耗产生与涡旋之间的关系。搭建了可视化的带接箍水平油套环空流场测试试验装置,验证了数值模拟的准确性。研究结果表明:带接箍水平油套环空流场在突缩入口处、后向台阶处出现回流区;缩扩比、排量主要影响了后向台阶处的流场特性,对前向台阶处的流场特性影响较小;随着缩扩比的增大,环空流场的回流区范围减小,压耗减小,涡量值减小;随着排量的增加,环空流场的回流区范围增大,压耗增大,涡量值增大。研究结果可为变截面环空流场研究提供参考,为环空压耗预测提供理论基础。
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关键词
水平油套
接箍
油套环空
压耗
流场特性
数值模拟
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Keywords
horizontal tubing-casing
tubing coupling
annulus
pressure loss
flow field
numerical simulation
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分类号
TE242
[石油与天然气工程—油气井工程]
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