空心球双密度钻井水下注入阀设计与分析

摘要

针对空心球双密度钻井中空心球注入困难的问题,设计了基于水力旋流器原理的水下注入阀.采用SolidWorks软件建立水下注入阀和注入系统整体三维模型.对注入阀进行力学分析,湍流模型采用RNG k-ε模型,固液两相流动采用欧拉模型方程描述.建立了注入阀的力学模型,采用Fluent软件模拟计算携带液分别为海水和基液时的分离效果.计算结果表明,分离效率随着体积分数增加而降低,同等条件下海水分离效率较高,采用两级旋流器串联可实现空心球的高效分离,从而提高注入空心球浓度.