宾汉流体同心环空螺旋流数值模拟  被引量:1

Numerical Imitation of Spiral Flow in Circular Annulus of Bingham Fluid

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作  者:贺成才[1] 

机构地区:[1]西南石油学院计算机科学系

出  处:《钻井液与完井液》2006年第2期47-50,共4页Drilling Fluid & Completion Fluid

摘  要:钻井施工过程中,钻井液在环空中呈螺旋流动,准确又科学地计算这一流动的流场参数对优化钻井水力参数具有重要意义。由于宾汉流体的视粘度与轴向和旋转角速度紧密耦合,宾汉流体的本构方程又是非线性的,以及宾汉流体流核的存在,致使求解宾汉流体在环空中的螺旋流十分困难。通过全面调研,提出了一个直接利用拟线性化迭代法求解同心环空中螺旋流流场和流量,得到了极其重要的、完全有别于幂律流体的流动规律。该算法避开了求解非线性方程组及解析解中极难处理宾汉流体的流核两个难点。使用该算法一次迭代仅求解两个三对角线性方程组,利用追赶法运算速度快,时间短,精度高,收敛性得到可靠保证,为矿场作业中水力参数设计与科学实验提供了一个重要的科学依据。Scientific and accurate calculation of spiral flow of drilling fluid in concentric annulus is very significant for optimization of hydraulic parameters in drilling process.Because the apparent viscosity of Bingham fluid is closely related to axial rotational speed,the structural equation of Bingham fluid is non-lineal and the existence of flow nucleus,it is difficult to describe the flow of Bingham fluid mathematically.In this paper,a lineal-imitation replacing equation is introduced.This equation is different from power low equation and by use of it the Bingham fluid spiral flow in annulus can be described and the flow output can be directly calculated.This method is characterized by high speed,less time-consume and enhanced accuracy of calculations therefore it provides an effective mean for scientific research on down hole hydraulics and field design and calculation of down hole hydraulic parameters.

关 键 词:宾汉流体 流动计算 同心环空 流量 

分 类 号:TE249.2[石油与天然气工程—油气井工程]

 

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