偏心环空流体螺旋流的流动特性及界面力分布

摘要

在石油钻采工程中,受旋转杆管柱的作用,流体做偏心环空螺旋流动,其流动特性及界面力影响杆管柱的运动状态及安全性.以牛顿流体为研究对象,建立牛顿流体等截面偏心和变截面偏心的三维有限元模型,对牛顿流体偏心环空螺旋流进行数值模拟,分析偏心度和转速对流动特性及界面力的影响.结果表明:随着偏心度和转速的增大,界面横向力增大,轴向力几乎不变,弯矩和转矩逐渐增大.该结果可为定向井、水平井钻井施工中的水力参数设计提供参考.