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摘要
针对现有水力振动工具存在工作压降大、耐腐蚀和耐高温性能差、寿命短、成本高等问题,根据附壁效应和旋流器的工作原理,设计了一种新型水力振动工具。该工具利用特殊流道和钻井液循环产生周期性振动,结构简单、无活动部件、工作压降小。文中利用流体动力学软件模拟研究了该工具的工作特性及影响因素,结果表明:随着入口流量的增大,进出口压降幅值、平均压降以及振动频率均逐渐增大;随着钻井液密度的增大,进出口压降幅值和平均压降逐渐增大。采用响应曲面法建立了进出口平均压降数学模型,室内实验验证了该数学模型的可靠性。工具适用排量为20～35 L/s,冲击力大于30 kN,振动频率大于10 Hz。现场试验表明,基于附壁效应的水力振动工具可减少钻井定向过程中的托压现象,提高钻井效率。
