水平井套管水射流开窗装置的结构设计

摘要

针对油井定向钻孔技术应用于水平井作业中,传统钻铣工艺在套管上无法开窗这一工艺难题,提出水力喷砂射孔的工艺措施。依据材料冲蚀磨损理论和磨料射流切割原理,利用水力喷砂射孔技术切割套管。以Fluent流场分析为基础,对喷嘴的结构进行设计,运用Solidworks软件,对喷嘴及相关部件三维建模与装配,并用Gambit划分网格,使用计算流体力学软件ANSYS CFD对喷嘴及相关部件进行CFD流体力学数值模拟,应用FLUENT模拟仿真,得到现有工况要求下能实现套管开窗的合理喷嘴结构,以及辅助装置。最后得到不同工况下喷孔数目、直径、角度等结构参数。并且FLUENT流体仿真时,分别对压力、靶距、磨料颗粒的大小,浓度进行改变,对各种情况下的模拟开窗效果进行比较,得出最优开窗效果下的各项指标参数。