岩屑运移问题是大位移井钻井的关键技术之一,钻井技术的实时化、智能化业已成为行业内大势所趋,开展动态岩屑运移规律的研究,了解大位移井实时岩屑分布剖面,实时监测井筒内井眼清洁状况,对于钻井作业高效、安全的进行意义重大。论文针对环空携岩问题,以大位移井全井段为研究内容,查阅国内外文献资料,调研岩屑运移机理,分析岩屑运移流型,建立流型自动判别方法,综合考虑岩屑运移的流型和流型转换条件,利用质量守恒和动量守恒方程,将大位移井作为一个整体,建立可以模拟整个钻井过程中井筒中的岩屑分布状态、位置和对环空压力影响的动态岩屑运移模型,并通过实验研究岩屑运移规律。论文主要研究工作有以下几个方面:(1)对大位移井全井段固-液两相流流型进行调研,研究流型转换机理,建立岩屑运移流型自动判别方法,为动态岩屑运移统一模型提供基础;(2)结合岩屑运移流型,利用质量守恒和动量守恒方程,建立大位移井统一动态岩屑运移模型;(3)针对实时钻井过程对各种参数的不确定性,开发在输入数据存在一定不确定因素的情况下,做出准确并且及时的判断和决策的模型自我修正方法;(4)利用长江大学流-固耦合智能实验平台,实验验证动态岩屑运移模型的准确性。并通过实验分析钻井液排量、转速、机械钻速和井斜角对岩屑运移和环空压耗的影响;(5)基于所建立的模型,采用VS2017集成开发环境,研发实时井眼清洁状态监测软件,结合现场钻井数据,实时监测全井段岩屑运移和积累过程及其变化规律;利用理论研究和室内实验相结合的方法来研究大位移井全井眼动态岩屑运移的分布规律,根据研究结果实时监测井筒中岩屑分布情况,对大位移井预防岩屑造成事故具有指导意义。