氮气钻井多功能四通冲蚀磨损计算与预测

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1、石油机械2014年第42卷第9期CHINAPETROLEUMMACHINERY35-——●钻井技术与装备氮气钻井多功能四通冲蚀磨损计算与预测张宏2汪爽柴希军，陶一4柴希伟孟璋劫(1．西南石油大学2．大港油田工程研究院3．公安部四川消防研究所4．中石油川庆钻探工程公司)摘要：高产储层在采用氮气钻井时，由于气体流量大、携岩能力强、作业时间长，从井底返回的高压、高速和高携岩量气固两相流极易使多功能四通产生冲蚀。应用流体动力学与冲蚀磨损模型耦合计算方法，计算了实际放喷工况下多功能四通的流体特征和冲蚀磨损情况，并将计算结果

2、与四通的实际冲蚀损伤检测结果进行对比；依据多功能四通的冲蚀磨损深度与工作时间的关系曲线，结合实际的主要冲蚀区域分布，对作业过程中的多功能四通冲蚀磨损情况进行了提前预测。分析结果表明，多功能四通的旁通冲蚀损伤最为严重，旁通的损伤主要是在放喷工况下造成：冲蚀磨损计算结果与实际冲蚀检测结果吻合，说明冲蚀磨损计算能准确地揭示放喷工况下高速、高压、高携岩量气固两相流对多功能四通的磨损情况。关键词：氮气钻井；多功能四通；气固两相流；冲蚀磨损；旁通；放喷中图分类号：TE921文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．

3、1001—4578．2014．09．009ErosiveWearCalculationandPredictionofMultifunctionalCrossJointforNitrogenDrillingZhangHongwei，WangShuang'ChaiXijun，TaoYunChaiXiweiMengZhangjie101·SouthwestPetroleumUniversity；2．ResearchInstituteofPetroleumEngineering．D。g口gOilfield；3sichu8

4、}reRese8nchfn—stituteofMinistryofPublicSecurity；4．CNPCChuanqingDrillingEngineernComp0ny1Abstract：Fornitrogendrillinginhighyieldreservoir，themultifunctiona1cmssiointispmnet0er0sivewearduetohighpressure，highspeedandhighcuttingvolumetwophase(gas．solid)flow，asare

5、suIt0fhighgasflowrate，greatcuttingcarrycapacityandlongoperationtime．BasedonthecoupledfluiddynamicsanderosionmodeI．theflowfeaturesanderosivewearofmuhifunctionalCROSSjointinactualblowoutconditionaI．ecaleulatedandthencomparedwiththeinspectedresults．Onthebasisofr

6、elationcurveoferosiveweardepthandtheerosi0ntime．andcombiningtheactualdistributionofmajorerosionarea，theerosivewearofmultifunctionalcrossjointin0perati0nispredicted．Theresultsshowthatthebypassofmultifunctionalcrossjointhasthem0stseriouserosiondamage．whlchlSmai

7、nlycausedattheblowoutconditions．Thecalculationresultsmatchwellwiththeactualerosi0nresuIts．demonstratingthaterosivewearcalculationcanaccuratelyrevealtheerosiondamagecausedbyhighpressure．highspeedandhighcuttingvolumetwophaseflowatblowoutc0nditions．Keywords：nitr

8、ogendrilling；multifunctionalcrossjoint；gas—solidflow；erosivewear；bypass；blowout渗储层，常规氮气钻井井口装置基本能够满足工程0安全要求，但面对高产储层，由于气体流量大、携岩能力强、作业时间长，从井底返回的高压、高速氮气钻井技术主要用于打开储层，对于低压低和高携岩量气固两相流极易使常规氮气钻井多功