氮气钻井多功能四通防冲蚀结构改进

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1、石油机械2014年第42卷第4期CHINAPETROLEUMMACHINERY钻井技术与装备氮气钻井多功能四通防冲蚀结构改进珠何江华刘绘新艾志久汪爽(西南石油大学石油天然气装备教育部重点实验室)摘要：针对氮气钻井中高速携岩气固两相流对井口多功能四通旁通流域造成的严重冲蚀破坏，运用Fluent软件模拟四通流体域在测试、放喷工况下(携带岩屑气固两相流)的冲蚀情况。基于仿真分析结果，对氮气钻井井口装置中损伤最为严重的四通旁通管路进行防冲蚀结构改进。改进后的防冲蚀结构在旁通管路增加了法兰短节和内嵌的硬质合金套，并在四通旁通入口段采用堆焊625镍

2、基合金替代了原来Ni45合金材料，有效地保护四通的旁通段。基于仿真结果中气体速度和湍流动能分布规律优选出法兰短节长度为600toni，避免了下游平板阀因靠近四通旁通段流域的易冲蚀区域而造成的冲蚀破坏，提高了井口装置的整体安全性，延长了其使用寿命。关键词：氮气钻井；气固两相流；多功能四通；冲蚀损伤；结构改进中图分类号：TE931文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．04．003StructuralImprovementofMuitifunctionalFour-wayErosionPrevent

3、ioninNitrogenDrillingHeJianghuaLiuHuixinAiZhijiuWangShuang(MOEKeyLaboratoryofPetroleumandNaturalGasEquipment，SouthwestPetroleumUniversity)Abstract：High—speedcutting—carryinggas—solidmultiphaseflowinnitrogengasdrillingcausessevereerosiondainageinthewellheadmuhifunetiona1f

4、our—waybypassbasin．Therefore，theFluentsoftwarewasusedtosimulatetheerosionoffour—wayfluiddomainintestingandboostingconditions(i．e．cutting—carryinggas—solidmultiphaseflow)．Onthebasisofthesimulationresultanalysis，theerosion—preventingimprovedstructureforthemostsevere。lydama

5、gedfour—waybypasspipelineonwellheadfornitrogendrillingwasformulated．Thenewstructureaddsflangepupjointandembeddedcementedcarbidesleeve．Thesurfacing／overlayingof625nickelbasealloyisadoptedtoreplacetheoriginalNi45alloymaterialatthefour—waybypassinletsection，whichcaneffectiv

6、elyprotectthebypasssectionoffour—way．0nthebasisofthedistributionlawsofgasvelocityandturbulencekineticenergyinthesimula—tionresult，theoptimallengthofflangejointwasformulated．Asaresult，theerosiondamageofthelowerflatvalvewhichisneartheerodiblezoneoffour—waybypassbasinisavoi

7、ded．Theoverallsaltyofwellheadisimprovedandtheservicelifeislengthened．Keywords：nitrogendrilling；gas—solidmultiphaseflow；muhifunctionalfour—way；erosiondamage；strue—t1】ra1nlodification在国内各油田得到了应用和研究。氮气钻井的优点0—口一包括：提高机械钻速，最大限度地保护和发现油气层，减少和避免井漏，钻遇油气层段时，能避免井目前，气体钻井技术特别是氮气钻井技术相继

8、下燃爆事故的发生等¨-41。某油田在氮气钻井技术基金项目：中国石油2011年塔里木油田分公司重点项目“工艺安全与钻完井T程基础研究”之子课题“井口装置”(TLMYT一2011GC一007)石油机械2014年