扭力冲击器流体仿真优化与试验

Experiment of Fluid Simulation for Torsion Impactor

何超 邓虎 罗祝涛 李枝林 徐建超

HE Chao DENG Hu LUO Zhutao LI Zhilin XU Jianchao

钻井作业过程中的粘滑现象严重制约了钻井提速，而扭力冲击器通过将部分钻井液的能量转化为扭转冲击能，产生高频低幅的扭向冲击力，以解决钻进时钻头的“粘—滑”问题，从而提高钻进效率。为了弄清钻井液在扭力冲击器中的流场特性以及影响扭力冲击器输出冲击扭力的因素，文章对自主研发的扭力冲击器做了4个典型工况下的钻井液在纵横向上的压力和流速分布仿真及排量大小、分流孔结构对扭力冲击器输出冲击扭力的影响。结果表明，扭力冲击器的锤座、偏心锤、换向阀在不同工作状态下所受的流体冲击扭力范围分别为　156. 4~ 1 484. 7、572. 7~ 2 219. 4、728. 4 ~ 735. 6 N·m；直槽式方形孔的效果较好；随着钻井液排量的增加，冲击扭力增加。该扭力冲击器经过地面测试,在钻井液排量达到30 L/ s以上时，其扭力冲击可以达到900 kN 以上，并在试验井中实现提速22%。