钻柱旋转对大位移井井眼净化影响规律的研究
大位移井钻柱振动规律研究
大位移井钻柱振动规律研究引言在油气开采过程中，井下钻井作业是至关重要的环节，而大位移井钻柱振动问题一直是制约井下钻井作业安全和效率的重要因素。
针对大位移井钻柱振动问题的研究具有重要的理论和实际意义。
本文将对大位移井钻柱振动规律进行研究，以期为井下钻井作业的安全和高效进行提供理论支撑。
一、大位移井钻柱振动的影响因素1.1 井下地层条件井下地层的条件会直接影响到钻井作业的振动情况。
不同的地层条件对井下钻井作业的振动表现会有所差异。
1.2 钻井工艺参数钻井工艺参数包括钻头旋转速度、钻压和进给速度等，这些参数的不同组合对于井下钻柱振动会产生不同的影响。
1.3 钻柱结构及材料钻柱的结构和材料也会对井下振动产生一定的影响。
不同的钻柱结构和材料对于振动的影响不同。
1.4 钻井液性质钻井液的性质会对振动产生一定的影响，包括密度、黏度和化学成分等。
1.5 其他因素除了以上因素外，地质构造、井眼形态等因素也会对井下大位移钻柱振动产生影响。
二、大位移井钻柱振动的数学模型2.1 振动的动力学方程大位移井钻柱振动的动力学方程可以用如下的形式表示：m\frac{d^2x}{dt^2} + c\frac{dx}{dt} + kx = F(t)m为钻柱的质量，c为阻尼系数，k为刚度，F(t)为外力。
2.2 大位移井钻柱振动分析通过对动力学方程的分析，可以得到大位移井钻柱振动的一些基本特性，包括振幅、频率和相位等。
这些特性对于理解和控制井下振动具有重要意义。
三、大位移井钻柱振动的实验研究3.1 实验内容针对大位移井钻柱振动问题，可以进行一系列的实验研究。
通过不同的地层条件、钻井工艺参数和钻柱结构等因素的组合，进行井下振动的实验研究。
3.2 实验方法实验方法主要包括现场井下实验和室内模拟实验两种。
现场井下实验可以直接采集井下振动数据，但操作难度大；室内模拟实验可以通过模拟井下条件，对振动进行研究。
四、大位移井钻柱振动的控制方法4.1 控制策略针对大位移井钻柱振动问题，可以采取一系列的控制策略，包括优化钻井工艺参数、改进钻柱结构和材料、调整钻井液性质等。
大位移井钻井技术研究
大位移井钻井技术难点1 概况大位移井（ERD）作为开发滩海和海洋油气资源的最重要手段，已得到越来越广泛的运用和快速发展。
采用大位移井可大大减少人工岛和钻井平台的数量，并使每个平台可控制的泻油面积增大，从而减少所钻井的数量，增加储层裸露面积，并提高油井产量和采收率。
大位移井通常定义为水平位移与垂直深度之比大于2.0的井。
大位移井的关键技术包括：井身剖面和钻柱优化设计，摩阻与扭矩，井壁稳定技术，井眼清洁、套管磨损预测与防治技术，以及完井技术等。
随着随钻测井技术、旋转导向钻井系统、随钻环空压力测量技术、闭环钻井技术以及配套钻井液技术的跨越发展，一大批高指标的大位移井陆续钻成，而且周期越来越短，成本明显降低，都表明大位移井钻井技术代表了当今世界钻井技术的一个新的高峰，并将有着更广阔的发展空间。
2 大位移井发展现状迄今为止,大位移井的位移世界纪录为10728m，是由BP公司于1999年在英国Wytch Farm 油田的1M-16SPZ井上创造的，该井测量深度11278 m，水平位移10728 m，位垂比6.55。
目前全世界位移超过万米的大位移井有3口。
分别是英国的Wytch Farm 1M-16SPZ井(10728 m)、阿根廷的Cullen Norte-1井(10585 m)和BP 的Wytch FarmM211Y井(10114米)。
在位移排前20位的大位移井中，中国拥有3口，名列第三。
中国的3口大位移井是由中国海洋石油总公司在西江油田施工的西江24-3-A14、西江24-3-A20、西江24-3-A17。
3 大位移井钻井施工技术难点（1）剖面设计及轨迹控制难大位移井的突出特点是水平位移大、井斜角大，井身设计、井眼轨迹控制等与常规定向井钻井明显不同，井眼轨迹优化设计和轨迹控制难度大，是减小大位移井摩阻和扭矩的主要途径之一。
（2）摩阻与扭矩大由于大位移井段井斜角多在70°以上，斜深大，重力效应突出，从而引起上提下放钻柱时的阻力大；钻柱摩擦力矩大，传递扭矩困难；钻柱与套管磨损严重；钻柱强度问题突出；施加钻压困难，下部钻具组合易产生屈曲导致自锁。
大位移水平井井眼净化旋转因素数值模拟
大位移水平井井眼净化旋转因素数值模拟
李明;巨亚锋;王在强;郝炳英;洪玉奎
【期刊名称】《西部探矿工程》
【年(卷),期】2010(022)005
【摘要】应用 CFD (计算流体力学)方法对钻井环空液固两相流动进行数值模拟,得到钻柱旋转情况下环空液固两相流流场流动特性:类螺旋运动是环空内液固两相主要运动方式,固相非对称分布在环空内;得到水平井段液、固相速度及体积分数分布;水平井段钻柱有旋转时环空高浓度(＞80%)固相环空占有面积率比钻柱无旋转时低近2/3;得到主要参数在钻柱旋转情况下对环空固相运移影响规律;钻柱转速在80～120r/min范围内时岩屑床高度变化较敏感;钻柱旋转对环空固液两相流动起扰动效应,可以很大程度上降低环空内固相含量,从而改善环空井眼净化效果.
【总页数】4页(P51-54)
【作者】李明;巨亚锋;王在强;郝炳英;洪玉奎
【作者单位】长庆油田公司油气工艺研究院,陕西,西安,710021;长庆油田公司油气工艺研究院,陕西,西安,710021;长庆油田公司油气工艺研究院,陕西,西安,710021;长庆油田公司勘探开发研究院,陕西,西安,710021;西南油气田公司采气工程研究院,四川,广汉,618300
【正文语种】中文
【中图分类】TE243
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4.页岩气井眼净化模拟研究及影响因素分析
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大位移井井眼净化的理论与方法
大位移井井眼净化的理论与方法摘要：在大斜度大位移定向井中，岩屑易在井眼中形成岩屑床，导致下钻遇阻、蹩泵甚至卡钻。
本文在分析大井斜大位移井井眼净化程度以及井眼不清洁危害的基础上，对钻井液携岩效果的影响因素和岩屑床的清除办法进行了探讨，提出了将提高钻井液环空返速、改善钻井液性能与机械清除岩屑相结合的方法。
关键词：大斜度大位移；岩屑床；井眼净化；流变性；悬浮能力；概述随着海洋石油勘探开发的需要以及海洋石油平台开采的限制，大井斜、大位移定向井占总钻井工作量的比例也越来越高。
由于该类井井斜大、稳斜段长，造成岩屑携带困难，影响到钻井的正常进行，甚至造成卡钻的井下复杂事故，定向井随着井斜及位移的增大，岩屑的携带也越来越困难，对于大位移井的井眼净化显得尤为重要。
1井眼净化的影响因素影响大井斜大位移定向井钻井液携岩效果的因素有很多，在现场施工中经常遇到的有以下几个方面。
1.1井眼轨迹井斜角是影响钻井液携岩效果的主要因素之一，除直井外，不管使用何种钻井液，都有岩屑床的形成与存在，井斜提供了其形成的条件，岩屑床厚度取决于井斜角的大小；不管是用清水还是具有流变性的流体作钻井液，环空岩屑总浓度、临界流速（可携带岩屑的最低流速）均随井斜角的增大而增大，而在海洋石油调整井的开发中，定向井轨迹中存在扭方位，稳斜段长的特点，这无疑给携岩带来了压力，极易形成岩屑床。
1.2环空返速环空返速也是影响定向井钻井液携岩效果的主要因素之一，其大小直接影响环空岩屑的运移方式、状态和环空岩屑浓度。
在任何井斜角下，无论使用层流还是紊流，提高环空返速，都会使钻井液携岩效果得到改善；但是对于大井斜大位移井来说，环空返速存在一个最佳范围，环空返速过低影响钻井液携岩效果，造成摩阻过大而引起卡钻等井下复杂情况；环空返速过高的同时又存在着压耗增加、钻井泵能力有限和因冲刷井壁而造成井壁失稳、井径扩大和井眼质量不好等负面效应。
在多数情况下，将环空返速保持在0.8～1m/s就可满足携岩的要求，这样既能使泵压保持在合理的范围内，又能够降低钻井液在钻柱内和环空的压力损失，使水力功率得到充分、合理的利用。
钻柱旋转对大位移井井眼净化影响规律的研究
钻柱旋转对大位移井和水平井的井眼清洗和摩阻压耗的影响第一篇理论模拟钻柱旋转对大位移井井眼净化影响规律的研究摘要为了研究钻柱旋转对井眼净化效果的影响规律, 选择直径215.19 mm井眼及<127.10 mm钻柱作为环空尺寸, 取钻柱的偏心度为0.5, 选择20 m作为轴向长度构造物理模型。
采用欧多相流数学模型对问题进行分析处理, 内边界条件设定为旋转, 外边界条件为井壁(不考虑其摩擦效应) 。
数值模拟结果认为, 钻柱旋转带动液、固相做周向旋转运动, 其与轴向流动耦合使得环空内固相运动方式与钻柱无旋转时有很大的不同, 类螺旋流动是液、固相的主要运动方式, 钻柱旋转不仅能降低环空内固相含量, 而且还会使固相移动速度增加, 从而促进水平井段的井眼净化。
关键词井眼净化钻柱旋转大位移井沉积床数值模拟引言大位移井与常规井最大的区别在于其有较长的水平位移, 使得井下钻屑经过较长的时间才能到达井口, 在这个过程中固相沉积床的形成使井眼净化变得十分困难。
影响井眼净化效果的因素很多, 钻柱旋转是其中之一。
研究中考虑钻柱旋转将更加接近于大位移井钻井实际, 对旋转影响的研究有很重要的理论意义和工程价值。
1 欧拉多相流数学模型根据前人的研究成果[ 7 - 10 ]及大位移井的钻井实际情况, 笔者选择215.19 mm 井眼及127.10mm钻柱作为环空尺寸, 同时取钻柱的偏心度为0.5, 根据计算机CPU及内存的实际情况, 选择20m作为轴向长度构造物理模型。
通过理论分析、比较及对现场实际情况的调研, 笔者采用欧拉多相流数学模型对问题进行分析处理。
所建立的数学模型如下面所述。
1.1 体积分数体积分数的计算公式1.2 流体连续性方程根据实际情况，环空内液相之间没有相互的质量传递1.3 流体运动方程q相受力包括: 质量力、虚拟质量力、相间相互作用力、共有压力等q相受力包括: 质量力、虚拟质量力、相间相互作用力、共有压力等1.4 边界条件物理模型为偏心环形空间, 其一侧端面为液、固2相混合入口, 另一侧端面为液固2 相混合出口; 环空内壁为钻柱, 不考虑接头的影响, 内边界条件设定为旋转; 外边界条件为井壁(不考虑其摩擦效应) 。
钻柱扭摆钻井技术在大斜度井的应用探讨
钻柱扭摆钻井技术在大斜度井的应用探讨发表时间：2020-01-09T10:10:16.680Z 来源：《工程管理前沿》2019年第23期作者：李庆华[导读] 目前，在进行定向井和水平井钻井作业的过程中，其主要的钻井方式可以分为两种类型摘要：目前，在进行定向井和水平井钻井作业的过程中，其主要的钻井方式可以分为两种类型，一种是使用常规的旋转钻井技术，第二种是使用滑动式的钻井技术，这两种方法都是钻井作业的主要方式，且都具有成本较低的优点。
但是，两种方法都存在一定的缺陷，在使用常见旋转钻井技术的过程中，水平井钻井轨迹难以控制，在使用滑动式钻井技术时，井下非常容易出现脱压问题，使得钻杆上的压力无法传递到钻头上，进而使得钻井速度大大降低，钻井作业的效率也会受到一定的影响。
而钻柱扭摆钻井技术可以很好的克服两种钻井方式的缺陷，本次研究将从该种技术的控制系统选择出发，对其应用情况和应用效果进行介绍，为推动该种技术的进一步发展奠定基础。
关键词：定向井；水平井；钻柱扭摆钻井技术；应用效果本文针对钻柱扭摆钻井技术在水平井中的应用情况，结合该种技术的发展现状，首先从硬件部分、软件部分以及工作原理3个角度出发，对钻柱扭摆控制系统选择进行详细介绍，以某区域的水平井为例，对其应用情况和应用效果进行分析，为该种技术的进一步发展奠定基础。
1钻柱扭摆控制系统选择为了进一步提高水平井钻井作业的效率，同时，为了克服在水平井钻井作业过程中容易出现的各种问题，相关专家提出了钻柱扭摆钻井技术，该种钻井技术的控制系统可以选用Slid?er系统和ROCKIT系统，这是两种较为先进的控制系统，其中，Slider系统主要是通过控制顶驱的方式，使得定向井钻井作业的速度和轨迹得到控制，目前，该种控制技术已经得到了大面积的推广，在美国天然气井的钻探作业中，大约有超过800口气井采用了该种钻井方式，该种控制系统的应用效果相对较好，目前，的相关单位已经引进了该种控制技术，说明该种控制系统在已经有了应用基础，因此，本次研究将采用Slider控制系统。
大位移井钻井井眼轨迹控制对策探析
大位移井钻井井眼轨迹控制对策探析1. 引言1.1 背景介绍大位移井钻井是指在地下多层构造错动大的地质条件下进行的井眼钻进作业。
由于地层构造错动大，井眼轨迹复杂，导致了钻井难度增大，井眼控制难度增加。
在大位移井钻井作业中，井眼控制成为一个重要的技术难题，直接影响到井眼轨迹的质量和完整性。
如何有效地控制大位移井钻井井眼轨迹，提高钻井效率成为当前研究的热点问题。
在传统的大位移井钻井中，只能通过调整井眼轨迹和方向钻头的旋转速度来控制井眼形状，但效果并不理想。
针对大位移井钻井井眼轨迹控制的难点和问题，需要寻找新的解决方法和对策。
结合现代信息技术和自动化控制技术，可以实现钻井液密度、钻头旋转速度等参数的实时监测与调整，从而实现更加精准的井眼控制。
这将有力地提高大位移井钻井的作业效率和井眼轨迹的质量，推动大位移井钻井技术的发展和应用。
1.2 问题提出问题提出：大位移井钻井井眼轨迹控制是钻井作业中一个至关重要的环节，尤其是在复杂地层条件下。
由于大位移井的井身轨迹复杂多变，地层构造复杂，导致钻井过程中可能出现井眼轨迹偏离设计轨迹、井眼塌陷、井眼漏失等问题。
这些问题不仅会影响钻井的进度和效率，还可能造成安全事故和资源浪费。
如何有效地控制大位移井钻井井眼轨迹，提高钻井作业的质量和安全性，是当前亟需解决的问题。
针对这一问题，本文将从大位移井钻井井眼轨迹控制方法、大位移井钻井井眼轨迹控制对策分析、钻井液密度控制、钻头旋转速度控制以及钻井参数实时监测与调整等方面展开讨论，旨在为大位移井钻井井眼轨迹控制提供参考与借鉴。
1.3 研究意义大位移井钻井是钻井领域中一项重要的技术挑战，其涉及到复杂的地层条件和高风险的工作环境。
在这种情况下，对井眼轨迹的控制显得尤为重要。
通过对大位移井钻井井眼轨迹控制的深入研究和探索，可以提高钻井作业的效率和安全性，降低事故的发生率，从而为油气勘探和开发工作提供更好的支持。
研究大位移井钻井井眼轨迹控制的意义在于可以帮助钻井工程师更好地理解井眼轨迹控制的关键技术和方法，提高工程师的技术水平和钻井作业的效率。
钻柱旋转对水平井和斜井使用水基钻井液时井眼清洗的影响
３ 实 验 工 作
实验 观测 到在 钻柱旋 转影 响 下井 眼清洗 的工作
过 程 。建 立 了 一 个 ３ ｉ ｎ× １ ５ ｉ （ ｎ 一 ２ ． ． ｎ １ ｉ ５４ ｍｍ） １ ｔ （ ｔ ３ ． ８ｃ 、 ２ｆ １ｆ一 ０ ４ ｍ） 长 的 钻 屑 运 移 环 状
更 高 的流速 。 同样 ，对 于倾斜 井 眼 ，高 黏度 的流体 也 不能像 在垂 直井 眼 中那 样清 洗井 筒 。在钻井 作业 时 ，钻柱 通 常是旋转 的 ，这就 增加 了井筒 中钻 井液 动 态和钻 屑运 移的复 杂性 。
电阻率测井电磁测井9篇电阻测量仪lcr储层各向异性和非均质性9篇声波井眼地震10篇应用实例10篇核测井10篇地层评价储层描述方法10篇核磁共振nmr地质导向10篇地质应用井眼成像lo篇地层测试取样井下流体分析10篇岩石物理性质碳酸岩评价10篇以及非常规资源10篇
才 辉 ：钻 柱旋 转 对 水 平 井 和斜 井 使 用 水 基 钻 井 液 时 井 眼 清 洗 的 影 响
这 是 因 为 井 筒 里 钻 屑 将 会 回 滑 。这 种 情 况 下 就 需 要
何 尺寸 、流 体 性 质 （ 度 和 黏度 ） 密 、流 量 、钻 屑 性 质 （ 寸和 密度 ） 尺 、钻 柱 转 速 和 井 身 倾 斜 度 。论 文
Ｓ Ｅ １ ８ ０ 发 表 了类似 分析 的详 细解 释 。 Ｐ ００ ５
要 输 送 钻 屑 床 需 要 很 高 的 钻 井 液 流 速 ， 而 因
少 。然 而 ，当钻柱 转 动 的时候摩 擦压 降增加 ，最 有
可能是 因为 轨道运 动 的缘故 ，预测有 钻屑存 在 的体 系 中 的压降 情况就 更加 困难 。但 是 ，随着钻 柱 的旋 转 增强 ，稳定 钻屑 床 的体积会 较 少 ，这 就导 致过 流 面 积 的增 加 ；而 当钻柱 旋转增 强 ，摩擦 压 降就有 可
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钻柱旋转对大位移井和水平井的井眼清洗和摩阻压耗的影响第一篇理论模拟钻柱旋转对大位移井井眼净化影响规律的研究摘要为了研究钻柱旋转对井眼净化效果的影响规律, 选择直径215.19 mm井眼及<127.10 mm钻柱作为环空尺寸, 取钻柱的偏心度为0.5, 选择20 m作为轴向长度构造物理模型。
采用欧多相流数学模型对问题进行分析处理, 内边界条件设定为旋转, 外边界条件为井壁(不考虑其摩擦效应) 。
数值模拟结果认为, 钻柱旋转带动液、固相做周向旋转运动, 其与轴向流动耦合使得环空内固相运动方式与钻柱无旋转时有很大的不同, 类螺旋流动是液、固相的主要运动方式, 钻柱旋转不仅能降低环空内固相含量, 而且还会使固相移动速度增加, 从而促进水平井段的井眼净化。
关键词井眼净化钻柱旋转大位移井沉积床数值模拟引言大位移井与常规井最大的区别在于其有较长的水平位移, 使得井下钻屑经过较长的时间才能到达井口, 在这个过程中固相沉积床的形成使井眼净化变得十分困难。
影响井眼净化效果的因素很多, 钻柱旋转是其中之一。
研究中考虑钻柱旋转将更加接近于大位移井钻井实际, 对旋转影响的研究有很重要的理论意义和工程价值。
1 欧拉多相流数学模型根据前人的研究成果[ 7 - 10 ]及大位移井的钻井实际情况, 笔者选择215.19 mm 井眼及127.10mm钻柱作为环空尺寸, 同时取钻柱的偏心度为0.5, 根据计算机CPU及内存的实际情况, 选择20m作为轴向长度构造物理模型。
通过理论分析、比较及对现场实际情况的调研, 笔者采用欧拉多相流数学模型对问题进行分析处理。
所建立的数学模型如下面所述。
1.1 体积分数体积分数的计算公式1.2 流体连续性方程根据实际情况，环空内液相之间没有相互的质量传递1.3 流体运动方程q相受力包括: 质量力、虚拟质量力、相间相互作用力、共有压力等q相受力包括: 质量力、虚拟质量力、相间相互作用力、共有压力等1.4 边界条件物理模型为偏心环形空间, 其一侧端面为液、固2相混合入口, 另一侧端面为液固2 相混合出口; 环空内壁为钻柱, 不考虑接头的影响, 内边界条件设定为旋转; 外边界条件为井壁(不考虑其摩擦效应) 。
计算中相应初始条件及参数的设定如下: 井眼直径21519 mm, 流速30 L / s, 粘度25 mPa·s,颗粒直径1 mm, 转速100 r/min, 偏心度015, 固相体积分数5%。
1.5 网格划分物理模型及网格划分如图1所示。
计算中先采用较疏的网格, 再不断进行细化。
当计算流场划分为56 ×8×360个网格时, 与它前面使用的网格计算结果相比, 二者之间的差异达到了可以忽略的程度, 因此对环空模拟计算的整个流场内最终网格数为161 280。
图1 模型及网格划分2 数值模拟结果对环空流场进行数值模拟计算, 得到环空液固2相流场的流动规律。
2.1 环空固相体积分数分布分别对内管旋转与非旋转时进行计算, 得到环空固相体积分数截面分布, 如图2所示。
从体积分数比较上看, 在考虑内管旋转的情况下, 顺旋转方向固相在做周向运动的液相带动下也做周向运动。
固相体积分数在旋转时比非旋转时约降低0.33.液相浓度也相应增加。
从图2可以看出, 在考虑内管旋转时对井筒净化进行研究更接近实际情况2.1 环空固液速度分布内管旋转不仅使环空下侧固相浓度降低, 还会使固相移动速度增加, 数值模拟结果如图3所示。
2.2 环空固液速度分布内管旋转不仅使环空下侧固相浓度降低, 还会使固相移动速度增加, 数值模拟结果如图3所示。
从固相速度分布图比较上看, 旋转存在时,0.4 m / s速度区已经贯穿环空, 下侧沉积固相, 环空上侧固相流核区流速降低。
说明有固相由下侧运动到上侧, 降低了整体的动能。
2.3 环空固相运动方式分析环空内管旋转对液、固2相流动最大的影响是使两者有了周向运动, 这种周向运动改变了液固单纯的轴向运动方式和稳定的液固分布状况。
模拟计算的固相迹线如图4所示。
从固相运动迹线上看,内管旋转时一部分固相在进行轴向运动的同时随内管一起做周向旋转运动, 而距离内管较远的固相颗粒则在环空下侧沿眼轴向做波状跃迁运动, 这与内管无旋转时情况相同。
固相颗粒的运动示意图如图5所示。
从图5可以看出, 固相的运动方式更加接近大位移井的钻井实际工况。
2.4 倾斜井段结果分析在倾斜井段内, 环空固相主要以回流和螺旋流运动为主, 如图6所示。
2.5 岩屑床高度回归模型根据数值模拟结果, 运用数理统计原理, 对岩屑床高度进行回归, 得到其回归方程2.6 影响井眼净化的因素分析图7为各影响因素对井眼净化影响程度与工程可操作性的关系。
受篇幅所限笔者仅分析液相流量、钻柱转速对井眼净化的影响情况。
2.6.1 液相流量的影响不同流量时环空固相沉积床高度及固相流速变化情况如图8所示。
k表示50%积床高度与井眼直径比。
从图8可以看出, 随着流量的增加岩屑床高度下降, 流量为30～60 L / s时岩屑床高度下降最快, 同流量区域内岩屑的运动速度明显增大。
当流量增加到60 L / s时环空内固相已经全部运动起来, 没有岩屑沉积, 这与前人的计算结果相符2.6.2 钻柱转速的影响不同钻柱转速时环空固相沉积床高度及固相流速变化情况如图9所示。
从图9可以看出, 钻柱转速为70～110 r/min时岩屑床高度变化较大, 高度变化的原因是固相被带入液相里。
另外上升是由于流体侵入形成的。
随着转速增加固相沉积床、移动床的移动速度都在增加, 而主流区流速减小。
3 结论(1) 在考虑钻柱旋转的情况下, 大位移井水平段环内固相沉积床已经不在呈现对称分布, 顺着旋转方向沉积床有液相侵入, 固相含量比逆旋转方向低; (2) 钻柱旋转带动液、固相做周向旋转运动,其与轴向流动耦合使得环空内固相运动方式与钻柱无旋转时有很大的不同, 类螺旋流动是液、固相的主要运动方式(3) 钻柱旋转不仅能降低环空内固相含量,而且还会使固相运移速度增加, 从而促进水平井段的井眼净化;(4) 建议在大位移井钻井中多采用钻柱旋转方式钻进, 从而发挥钻柱旋转对井眼的净化作用,促进井眼净化程度, 提高现场经济效益第二篇实验分析Friction factors for hydraulic calculations considering presence of cuttings and pipe ro tation in horizontal/highly-inclined wellbores水平井大斜度井中考虑岩屑和钻柱旋转时摩擦因素对水力计算的影响摘要：压耗的计算对确定水马力的需求和预测井底钻压有重要影响。
估算钻柱旋转时由于岩屑存在产生的摩阻压力损失是水力项目研究中的一个主要问题。
在不同的钻柱转速条件下，通过实验进行循环运输岩屑。
记录不同流速、岩屑浓度、钻柱倾斜度和旋转速度的条件下的压力变化。
岩屑在井眼流动区域的减少，增加了压力损失。
当存在岩屑时，如果管柱在偏心环空中作轨道运动，相当特别的情况是钻柱旋转会减少摩阻压耗。
岩屑床厚度定义为岩屑面积与井眼面积的比值，利用量纲分析得到的无因次参数。
依据雷诺数和固定岩屑床厚度，提出得到低粘度和高粘度流体的摩擦因素的经验表达式和图表。
引言环空中的摩擦压力损失是钻井施工水力参数计算中的重要参数，同时，由于它影响着作用于岩屑床表面的剪切应力，因此在水平和倾斜井眼中它也是对井眼净化的一个主要控制力。
(Ozbayoglu et al。
,2010;Saasen et al。
,1998)。
然而,因为有许多的钻探变量，如流速、流体性质（密度和粘度）、岩屑属性（大小和密度、井身结构、流态、管柱旋转,管柱偏心,都会影响环空摩擦压力损失，因此预测它的大小是一项艰巨的任务。
无数的研究可以在预测摩擦压力损失和非牛顿流体的牛顿在同心和偏心环空和无管旋转。
Fredrickson解决分析运动方程的稳态轴向流动的不可压缩、非牛顿流体在环空。
科尔曼和诺尔(1959)提出的精确解为不可压缩流在一个同心环空,也被称为螺旋流。
山田(1962)进行了一项早期的研究为水通过同心轮当内管自转。
沃克和Al-Rawi(1970)验证实验科尔曼和诺尔(1959)的层流螺旋流计算方法。
麦肯 (1993)进行了一次广泛的试验研究,以探讨影响高速管旋转压力在狭窄的环空无岩屑。
他们指出,对幂律流体压力损失随增加管旋转在层流和增加而增加管旋转在湍流。
魏et al。
(1998)进行了理论、实验和现场数据研究的影响钻杆旋转压力损失为层流,螺旋流的权力法律没有岩屑流体。
他们报道的影响钻杆旋转环形压力损失影响泥浆性能、流量率、井筒几何和钻杆旋转速度。
增加的环形压力损失是观察与高管旋转速度在一个偏心环空。
艾哈迈德和Miska(2008)进行了一项实验和理论研究对层流的流动产生幂律液体在同心和偏心环空与内筒完全旋转。
他们采用了科尔曼和诺尔(1959)的解析解幂律流体的产量。
它强调了剪切稀化,惯性效应和二次流大大影响摩擦压降随管旋转的惯性效应以来主导的剪切稀化现象。
一些调查人员提出了摩擦系数表达式湍流牛顿流动在管道和环形(陈,1979;科尔布鲁克,1939;德鲁et al。
,1932;琼斯,1981)。
道奇和梅斯纳(1959)进行理论和实验研究和开发的摩擦系数相关的湍流的牛顿和非牛顿流体在环形。
Kozicki et al。
(1966)提出的方程来计算流量率和最大速度与压降关系稳定,等温、非牛顿流体在层流流动的管道任意截面。
刘(1983)应用伽辽金有限元方法幂律流体在管的任意截面为了确定压力或流量下降。
里德和Pilehvari(1993)介绍了一种有效直径的概念对于预测压力非牛顿流体梯度所有层流、过渡和紊流政权。
Singhal et al。
(2005)提出了摩擦系数对非牛顿流体的相关性在湍流流态。
麦肯。
(2005)派生一个新摩擦系数对充分发展管流使用高雷诺数管流数据。
Avci和Karagoz(2009)提出了摩擦系数方程平滑和粗糙的充分发展湍流流墙管道和渠道。
本研究旨在制定摩擦损失,提出摩擦图表基于经验公式,包括管的旋转.2.理论分析使用窄槽分析方法，环空中摩擦压力梯度可以被定义为：D是井眼直径（in），在这里,ΔP /ΔL是单位长度的摩擦压降(psi /英尺),f是范宁摩阻系数,ρ是流体密度(ppg),oD是管柱的外径。
环空流体的平均粘度V(英尺/秒)用下面公式表示为：i这里，Q是体积流量(美制加仑/分钟)。
管旋转对摩擦压降损失的影响，利用包含旋转速度的改进雷诺数来表达。
总的雷诺数包含轴向和旋转流动，可以被定义为：轴向方向上单位面积的雷诺数可以表示为：由于旋转产生的雷诺数可以描述为：这里 是流体密度ρ(ppg),μeR是径向方向的有效粘度(cp),ω是转速(rpm)。