深水海底举升钻井系统U型管效应研究

摘要

对于深水海底举升钻井系统,由于钻杆内和环空内的液柱压力不平衡会产生U型管效应,因此精确地预测U型管效应发生时的井筒流动特性和U型管效应持续时间对于钻井操作和井控安全具有重要意义.基于流体力学理论,建立了U型管效应数学模型,并将计算值与实验测量值进行对比,验证了所建模型的准确性.分析了发生U型管效应时钻杆内液面深度、环空排量、泥浆池增量和井底压力随时间的变化规律,在此基础上提出了U型管效应过程中的溢流监测方法,同时分析了钻井液黏度和喷嘴直径对U型管效应的影响规律.本文研究结果可为深水海底举升钻井系统发生U型管效应时的安全作业提供指导.