Wpływ wewnętrznego rąbka zwornika przewodu na przepływ płynów wiertniczych

Abstract

Drill pipes called drill rods as an essential part of the drill string are used in horizontal directional drilling. The application of frictional welding is the most common method in plain pipes and tool joints connection. The outside and inside surfaces flash at the ends of parts joined arises after this operation as a result of high contact force, simultaneous rotation of tool joint and high temperature in accordance with the materials melting. The outside surface flash is removed by cutting method, however big problems are encountered during removal of the flash inside of the pipe. The paper concerns the influence of the internal flash on the drilling fluid flow during making the hole. The ununiform flash shape creates difficulties in the analytical description of this phenomenon. According to this, computer simulation appears to be a very effective tool for solving this problem. Friction losses and velocity vectors field in the flash zone are evaluated on numerical calculations basis.

W wierceniach horyzontalnych stosowane są, jako podstawowy element przewodu wiertniczego, rury płuczkowe zwane żerdziami. Rozpowszechnioną metodą ich produkcji jest zastosowanie zgrzewania tarciowego do łączenia rur o końcach gładkich ze zwornikami. Podczas tej operacji na skutek dużego czołowego docisku przy równoczesnych obrotach zwornika oraz temperatury powstającego płynięcia stali powstaje rąbek obustronny na krawędziach łączonych elementów. Obróbką skrawaniem usuwa się rąbek zewnętrzny, natomiast występują znaczne trudności w usunięciu go wewnątrz rury. Praca dotyczy wpływu rąbka wewnętrznego na przepływ płynów wiertniczych podczas wykonywania otworów. Nieregularny kształt rąbka utrudnia analityczne opisanie zjawiska. W związku z tym symulacja komputerowa jest bardzo skutecznym narzędziem do rozwiązania tego problemu. W wyniku obliczeń numerycznych określono straty ciśnienia i pole prędkości w strefie rąbka.