摘要：水力喷射径向钻孔技术可以增加低渗透储层以及非常规油气井的泄油通道,而自进式多孔射流钻头是径向水平井技术的关键核心器件。为了探讨多孔射流钻头的流场特性,利用数值仿真软件ANSYS-CFX建立了自进式多孔射流钻头三维流场有限元数值模型,通过改变自进式多孔射流钻头前、后喷孔角度及前、后喷孔数量等组合参数,开展了射流钻头自进力、喷射速度以及三维流场特性分析,并与解析模型及试验结果进行比较。仿真分析结果表明:在多孔射流钻头设计时存在一个最佳前、后喷孔角度和前、后喷孔数量组合模式,可获得较大自进力和径向水平孔眼;自进力数值模拟结果与解析计算结果、室内试验结果高度契合,证明了数值模型精度较高。所采用的研究方法与模拟结果可以作为径向水平井射流钻进自进力评估依据。

摘要：高频扭转振动(HFTO)严重影响了钻具工作的安全性及可靠性。为了明确HFTO的作用机理,制定合理可靠的减振策略,对井下新型近钻头测量短节采集的数据进行了处理及解释,分析了井下HFTO的频率、振幅以及黏滑与HFTO耦合作用。利用ANSYS建立底部钻具组合简化分析模型,并使用模态分析模块求解钻具扭转振动固有频率及振型。在模态分析的基础上进行谐响应分析,通过施加大小不同的周期作用力来模拟钻压和扭矩,得到钻具的扭转振动响应。研究结果表明:模态分析结果与实际钻井情况相符合;谐响应分析表明发生HFTO时对钻头处扭矩大小更敏感,可以通过减小扭矩缓解高频扭转振动。研究结果可为底部钻具组合设计和钻井参数优化提供理论指导依据,降低HFTO对钻具的损害。