基于流场分析的钻杆内加厚过渡带管体刺漏失效机理

摘要

通过对某油田近年来复杂深井钻杆刺漏失效的数据统计分析，发现钻杆内加厚过渡带管体刺漏仍然是钻杆失效的主要形式之一。运用计算流体力学的方法对Φ127mm API钻杆内、外螺纹端钻杆内加厚过渡带管体刺漏前后的速度场和压力场进行模拟。结果表明：钻杆刺漏失效与钻杆内加厚过渡带的结构特点，特别是与miu和R的大小密切相关，同时流场的诱导对钻杆管体的刺漏失效起着承上启下的作用，这主要由流场的Bernoulli效应引起；当钻杆内加厚过渡带管体存在刺孔时，钻杆发生刺漏失效与相应位置的环空压力密切相关，在环空压力小的位置刺漏时的湍动能和最大速度最大。使用计算流体力学数值模拟方法对钻杆内、外螺纹端流场进行评价和探讨，对钻杆设计及其结构优化、进一步延长钻杆使用寿命方面具有一定的指导意义，为深井超深井等复杂工况井的钻具安全具有重要的指导意义和参考价值。