旋流井眼净化工具携岩性能影响因素研究

针对水平井段岩屑易沉积、安全隐患大的问题,提出了一种内外螺旋组合的复合旋流式井眼净化方案,旨在以螺旋流来抵抗岩屑颗粒的沉积,使岩屑保持悬浮态,进而提高岩屑的运移效率,保证钻井安全.利用Fluent-EDEM耦合模拟的方法探究螺旋叶片数量、钻井液排量以及岩屑粒径对旋流井眼净化效果的影响规律.研究发现:螺旋叶片数量对井眼净化效果存在较大的影响,叶片数量为3和4时井眼净化效果较好,螺旋叶片数量为4时携岩效率最大,可达96.14％,与单叶片工具体相比效率提升了近30％;旋流井眼净化工具体的临界启动排量在15～20 L∕s,临界轴向运移速度在0.8 m∕s左右,岩屑不沉积的临界角速度在250 rad∕s左右;从携岩效率来看,岩屑粒径并非越小越好,粒径与携岩效率之间呈现波峰变化,最佳携岩粒径在3～4 mm.