HerschelBulkley流体在小井眼同心环空中的轴向层流.pdfVIP

HerscheI-Bulkley流体在，J蝴报 同心环空中的轴向层流 朱法银 (脂剩I油田醪Ⅱ：大学) 摘要根据不可压l㈣群羲办学及非牛顿流体流堑努闰鲥锄弧推黜№Ⅸ融一 BuⅡdcy流阮l讲眼阿0-珂空《含崩稚朔四空、钻忏圭划羽空度瞄錾砬)中轴向层 涌的运动规嫩分另孵导出了扫《虱流速}Ⅱ压降的简化解析式定义了钻杆接头(藏铀挺) 珂空当量长度和压降增比。给出了算例，为小井眼钻井工{韵水方没汁计算提供了理论 依孵f睁胡溅 主题词砖刚瞄1呦流庠 ，J、井眼 阿魄 轴喊压降 与常规井眼相比，小井眼的—个显著特点是环空间隙小，环空内、外径之比_ 般均大于o．6。在钻杆接头或钻铤环空中，其内、外径之比甚至超过0．85。随之而 带来的问题堤j砬中的压降六鳙涯目兽加。另外，小拼挪坟弗刮拇蕊蔬变漠式选择将直 在小期艮融腑中轴向层流鲫萄糊蚌，着重列论了钻汗{溯空层流以及蛄杆 接头或钻铤环空层流的压降计算问题，为小井眼同岍空的水力设计计赞蔫晕供了理 论依据和简便方法。 一、H—B流体的本构方程 }卜_B流体也称为带屈服值的幂律流体，其本构方程为 嘲+x(射 ㈤ 式中， t为剪应力；t。为屈服应力；K为稠度系数；n为流性指数；磊du为速 度梯度。 H_吨流体的表观粘度 刁=r，磊du=％，,磊du+·叮象)”。 c2) 从而，式(1)也可表为 f；”坐 (3) an 可见，表观粘度是}卜．B流体非牛顿特性的综合体现。当T。和K给定后， fl仅为 拿的函数。因此，表现粘度实员上是—种“点粘度，，或cc层粘度”。 二、速度分布规律 在圆柱坐标系(r，0，z)中，同心环空流场 (见图1)的径向、切向和轴向速度分别为 2 r rI 吣u”和心。图中r1和r2分别为内管外半 貂泖外管内半径；△P为磊蜊；于管倒i环空流道L 上的压降。 1．基楸 U (1)在等断面回心环空中，钻井液作定常、轴 盘 d 向对称的屠旋动(记唧)，即唧。=0，且 塑：o，韭：o，塑：o． df 舀廿dz ● 吣 (2)不{十质量力，即单位质量力分量X．髫之=o rml (3潆圆E粘度T1为常粘度。 圈l同心珲空l晦 2．速度分布 笔《等+÷雾] (4) 由于压力p仅为Z的函数，而速度u仅为r的函数，故拭中的偏导数可改写为全 笔dz r。 r (5) 。I J l睾d+÷生dr) 将式(5)对r积揪，并注意到压力黻老=一等，贿