公选-气体钻井岩屑返出系统检测

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1、气体钻井岩屑返出系统检测系统设计摘要随着气体钻井工艺在井场更多的被采用，如何更加准确的检测返出岩屑的质量成了生产中面临的一个问题。文章从气体钻井过程中返出岩屑本身的物理特性出发，分析其形态特点和影响因素，并对当前气体钻井返出岩屑质量测量的几种方案进行对比，结合微波法检测煤粉质量实例，初步建立微波法测量返出岩屑系统，最后对排砂管中气固两相流体进行动力学建模分析。关键词：气体钻井；返出岩屑；流动力学；微波法AdetectionsystemforthereturneddebrisofgasdrillingAbstractWithgasdrillingtechnolog

2、yinwellsitemorebeadopted,howmoreaccuratedetectionofreturningcuttingsqualityintoproductioninthefaceofadifficultproblem.Thisarticlefromthegasdrillinginthecourseofreturningthephysicalcharacteristicsofthecuttings.Analysisthemorphologicalcharacteristicsandtheinfluencefactors,andthegasdril

3、lingreturncuttingsqualitymeasurementofseveralschemeswerecompared,combinedwithmicrowavemethodwasusedtodetectthequalityofcoalexample,preliminarybuildmicrowavemeasurementreturneddebrissystem,finally,thesanddischargingpipegas-solidtwo-phaseflowofkineticmodelinganalysis.Keywords：Gasdrilli

4、ng；ReturnedCuttings；Microwave；目录第1章引言11.1课题的研究目的及意义11.2国内外研究现状分析11.2.1欠平衡钻井的定义11.2.2气体钻井的定义11.2.3气体钻井的分类21.2.4国内外研究现状分析31.3课题研究目标和研究内容41.3.1研究目标41.3.2研究内容5第2章气体钻井返出岩屑特点及影响因素62.1返出岩屑的形态特点62.2影响返出岩屑形态的因素分析72.3本章小结8第3章岩屑返出系统检测系统设计93.1返出岩屑质量监测方法93.1.1注气压力变化分析法93.1.2排砂管出口肉眼观察法93.1.3排砂管线震动

5、分析法103.1.4排砂管线内壁冲刷力法113.2几种测量方法的综合比较123.3微波法检测返出岩屑的流量133.3.1测量原理133.3.2微波固体流量计在煤粉测量中的应用143.3.3微波固体流量计在返出岩屑测量中的应用153.4本章小结17第4章排砂管线内流体动力学模型的建立184.1多相流模型184.1.1多相流模型的分类184.1.2多相流模型的选择原则194.2流体动力学湍流模型194.3流体动力学控制方程204.3.1质量守恒方程204.3.2动量守恒方程204.3.3能量守恒方程204.3.4湍流输运方程214.4壁面函数法214.5本章小结22

6、第5章结论23致谢24参考文献25第1章引言第1章引言1.1课题的研究目的及意义近年来，随着气体钻井技术输送效率高，环境污染小，安全性和可靠性高等特点越来越被大众熟知和认可，其应用的规模也在不断的扩大，分析气体钻井的返出岩屑的质量不仅可以实时了解井下钻井的进展状况，也可以对井下钻进过程中的地质特点进行总结和归纳，最大程度的避免可能由于岩屑堆积超重引起的机械钻速降低，钻进的阻力增加等有损钻井质量的问题。1.2国内外研究现状分析1.2.1欠平衡钻井的定义常规的钻井属于过平衡钻井，钻井液压力大于地层流体压力，小于地层破裂压力。这样做主要是防止井喷。欠平衡钻井时，钻井液

7、压力略小于底层流体压力，仍小于地层破裂压力。欠平衡钻井又叫负压钻井，是指在钻井时井底压力小于地层压力，地底的流体有控制地进入井筒并且循环到地面上的钻井技术。1.2.2气体钻井的定义气体钻井的定义是把气体当做钻进的循环介质，进行欠平衡钻井的技术方法。其相比与常规的钻井方案，在保护储层、增加采收率、提升工作速度、减少污染等方面有着突出的优点，图1-1是空气钻井的井场实拍图。29第1章引言图1-1气体钻井（空气钻井）井场实拍图循环介质是钻井过程中的传动链条和保护装置，在气体钻井中，气体、防腐剂和干燥剂共同组成了循环节制，通过对气体钻井返出岩屑的研究还可以实时监测钻进情

8、况和获知地质特点。在现代