Impacto de los recortes de roca en el movimiento de fluidos en el pozo en brocas de diamante policristalino (PDC), dinámica de fluidos computacional, simulación y optimización de estructuras hidráulicas
Autores: Wei, Lihong; Honra, Jaime
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Impacto de los recortes de roca en el movimiento de fluidos en el pozo en brocas de diamante policristalino (PDC), dinámica de fluidos computacional, simulación y optimización de estructuras hidráulicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Flujo
Diseño de estructuras hidráulicas
Broca PDC
Flujo de dos fases
Recortes de roca
Simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El flujo que ocurre en la parte inferior de una broca de diamante policristalino (PDC) implica un proceso complejo compuesto por el fluido de perforación y los recortes de roca perforada. Una comprensión exhaustiva de las condiciones de flujo en el fondo del pozo es esencial para evaluar y optimizar con precisión el diseño de la estructura hidráulica de la broca PDC. Basado en una comprensión integral de la estructura hidráulica y las características del flujo de fluidos de las brocas PDC, este estudio integra la dinámica de fluidos computacional (CFD) con métodos de simulación de ruptura de roca para refinar y mejorar el enfoque de simulación numérica del campo de flujo bifásico líquido-sólido de las brocas PDC. Este estudio también realiza un análisis comparativo de los resultados de simulación entre flujos monofásicos y bifásicos líquido-sólido, destacando la influencia de los recortes de roca en la dinámica del flujo. Los resultados revelan diferencias sustanciales en el comportamiento del flujo entre condiciones monofásicas y bifásicas, con los recortes de roca alterando la distribución de velocidad, los patrones de flujo y el rendimiento hidráulico cerca de la región del fondo del pozo de la broca. Los resultados de la simulación de flujo bifásico demuestran una mayor precisión y proporcionan una representación más detallada del flujo en el fondo del pozo, facilitando la identificación de problemas previamente no reconocidos en el diseño de la estructura hidráulica. Estos hallazgos avanzan la metodología para la simulación de flujo multifásico en estudios de brocas PDC, proporcionando un valor académico y de ingeniería significativo al ofrecer información útil para optimizar estructuras hidráulicas y extender la vida útil de la broca.
Descripción
El flujo que ocurre en la parte inferior de una broca de diamante policristalino (PDC) implica un proceso complejo compuesto por el fluido de perforación y los recortes de roca perforada. Una comprensión exhaustiva de las condiciones de flujo en el fondo del pozo es esencial para evaluar y optimizar con precisión el diseño de la estructura hidráulica de la broca PDC. Basado en una comprensión integral de la estructura hidráulica y las características del flujo de fluidos de las brocas PDC, este estudio integra la dinámica de fluidos computacional (CFD) con métodos de simulación de ruptura de roca para refinar y mejorar el enfoque de simulación numérica del campo de flujo bifásico líquido-sólido de las brocas PDC. Este estudio también realiza un análisis comparativo de los resultados de simulación entre flujos monofásicos y bifásicos líquido-sólido, destacando la influencia de los recortes de roca en la dinámica del flujo. Los resultados revelan diferencias sustanciales en el comportamiento del flujo entre condiciones monofásicas y bifásicas, con los recortes de roca alterando la distribución de velocidad, los patrones de flujo y el rendimiento hidráulico cerca de la región del fondo del pozo de la broca. Los resultados de la simulación de flujo bifásico demuestran una mayor precisión y proporcionan una representación más detallada del flujo en el fondo del pozo, facilitando la identificación de problemas previamente no reconocidos en el diseño de la estructura hidráulica. Estos hallazgos avanzan la metodología para la simulación de flujo multifásico en estudios de brocas PDC, proporcionando un valor académico y de ingeniería significativo al ofrecer información útil para optimizar estructuras hidráulicas y extender la vida útil de la broca.