基于CFD的自推进破岩喷嘴流场仿真研究  

Simulation Based on the CFD of Self-propulsion Nozzle's Flow Field

作　　者：胡坤[1] 彭旭[2] 李杰[3] 付必伟[1] 艾志久[1] 

机构地区：[1]西南石油大学机电工程学院,四川成都610500 [2]中国石化河南石油勘探局,河南南阳473000 [3]中海油田服务股份有限公司油田技术事业部油技研究院,河北三河065200

出　　处：《西南石油大学学报（自然科学版）》2013年第6期159-165,共7页Journal of Southwest Petroleum University(Science & Technology Edition)

基　　金：中国石油2008年重点项目"低渗透油藏开发关键技术研究"子课题"径向水力喷射增产技术关键设备研究"(2008C–2800))

摘　　要：在低渗透油井径向水力深穿透增产工艺中,自推进射流喷嘴是核心工作元件。利用计算流体动力学方法研究射流喷嘴内外流场,并对喷嘴的自推进力进行计算。得出以下结论:(1)多喷口喷嘴在井底形成局部高压区,同时在井底中心区域形成高压带,有助于破碎岩石。(2)喷嘴射流在井底形成的壁面剪切力成对称分布趋势,合理设计喷嘴结构有助于提高壁面剪切力。(3)尾喷口流道中的最大速度趋于集中在一侧壁面上,会导致喷嘴结构磨损,合理设计尾喷口的角度及尾喷口与喷嘴简单的连接结构,有助于改善尾喷口射流流场,提高喷嘴寿命。(4)利用CFD计算喷嘴的推进力与实测结果较吻合,因此,利用CFD预测喷嘴的推进力是可行的。The self-propulsion jet flow is the core component in radial hydraulic deep penetrating production process for low permeability oil well. Based on the computational fluid dynamics（CFD） approach, we studied the internal and external flow field of the nozzle, and calculated the propulsive force of the nozzle. The results show： （1） the flow field from the nozzle will generate the local high pressure area in bottom hole, which help to break rock. （2） Water jet low from the nozzle will form the symmetrical wall shear force to help to improve the wall rock break at bottom hole. （3） Jet nozzle flow passage of the maximum speed tends to be concentrated on one side wall surface, which may make the nozzle structure wear, so the optimization of the nozzle structure will helps to improve the jet nozzle jet flow field, and its life. （4） Calculated nozzle propulsion force by using CFD approach is consistent the real measured results, so it is feasible to use CFD to prediction nozzle propulsion.

关 键 词：流场仿真 计算流体动力学 自推进喷嘴 多股射流 仿真 

分 类 号：TE243[石油与天然气工程—油气井工程]