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石油机械
２０２５年第５３卷第２期ＣＨＩＮＡＰＥＴＲＯＬＥＵＭＭＡＣＨＩＮＥＲＹ—５９—
◀海洋石油装备▶
无隔水管闭式循环钻井液举升泵动力学仿真分析∗
１ꎬ２ꎬ３１ꎬ２ꎬ３１ꎬ２ꎬ３４１ꎬ２ꎬ３
秦如雷陈浩文许本冲李昌平梁楠
(１中国地质科学院勘探技术研究所２中国地质学会自动化智能化钻探装备创新基地
３中国地质调查局深部探测钻探装备技术创新中心４中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院)
秦如雷ꎬ陈浩文ꎬ许本冲ꎬ等.无隔水管闭式循环钻井液举升泵动力学仿真分析[Ｊ].石油机械ꎬ２０２５ꎬ５３
－
(２):５９６４.
ＱｉｎＲｕｌｅｉꎬＣｈｅｎＨａｏｗｅｎꎬＸｕＢｅｎｃｈｏｎｇꎬｅｔａｌ.Ｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒｉｓｅｒｌｅｓｓｍｕｄｒｅｃｏｖｅｒｙｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄ
－
ｌｉｆｔｉｎｇｐｕｍｐ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙꎬ２０２５ꎬ５３(２):５９６４.
摘要:深水无隔水管闭式循环钻井液举升泵(简称举升泵)采用中置悬挂方式安装ꎬ其启动
和运转时均会对上下两端连接的钻井液返回管线产生反扭矩和振动ꎬ影响举升泵及返回管线的稳
定性和安全性ꎮ为此ꎬ对举升泵进行动力学仿真分析ꎬ建立了多级举升泵流道模型和流固耦合模
型ꎻ对单级泵的反扭矩进行理论计算ꎬ并与数值仿真结果进行对比ꎬ验证仿真模型的正确性ꎻ通
过多级举升泵的动力学仿真ꎬ分析了举升泵运行过程中的反扭矩、振动及轴向力与泵运转速度的
关系ꎮ研究结果表明:随着转速的增大ꎬ举升泵运行过程中产生的反扭矩及轴向力增大、转子振
幅先增大后减小ꎬ并得出了实时和额定功率下举升泵的反扭矩、轴向力和振动ꎮ研究结论可为举
升泵及连接的返回管线设计和性能优化提供指导ꎬ提高深海钻井效率和安全性ꎮ
关键词:无隔水管闭式循环钻井ꎻ深水钻井ꎻ钻井液举升泵ꎻ动力学仿真ꎻ流固耦合
中图分类号:ＴＥ９５２文献标识码:ＡＤＯＩ:１０１２４７３/ＣＰＭ２０２４０２０３４
ＤｙｎａｍｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｉｓｅｒｌｅｓｓＭｕｄ
ＲｅｃｏｖｅｒｙＤｒｉｌｌｉｎｇＦｌｕｉｄＬｉｆｔｉｎｇＰｕｍｐ
１ꎬ２ꎬ３１ꎬ２ꎬ３１ꎬ２ꎬ３４１ꎬ２ꎬ３
ＱｉｎＲｕｌｅｉＣｈｅｎＨａｏｗｅｎＸｕＢｅｎｃｈｏｎｇＬｉＣｈａｎｇｐｉｎｇＬｉａｎｇＮａｎ
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