由于连续油管直径小以及滚筒上螺旋段的存在,相比普通油管连续油管的摩擦压耗较大。现场施工多关注连续油管的井下工况,而对地面螺旋管内的工况研究较少,通过文献调研发现目前对螺旋段流动特性的研究较少且不够精细。目前,连续油管螺旋段中流体摩擦阻力预测还是工程学上的挑战之一,本文基于理论和实验对连续油管螺旋段的流动进行深入分析与研究,着重揭示幂律流体在连续油管螺旋段中的流动特性,从而为现场选择配套设备和确定施工参数提供理论基础。根据流体力学基本原理,以连续性方程和纳维-斯托克斯方程为控制方程,应用边界层理论和数量级分析法,解决了连续油管幂律流体的层流流动问题。在理论分析和数值解的基础上,以Dean数和曲率为自变量,充分考虑流性指数、曲率以及管路的几何尺寸作用下所产生离心力对摩阻系数的影响,得到了层流摩擦系数公式。边界层的近似分析方法也适用于连续油管中幂律流体湍流的分析。首先,要对连续油管的流动模型进行简化,将横截面划分为无粘核心区和粘性薄边界层。然后,通过数量级简化核心区和边界层的流动方程。将简化的边界层动量方程对边界层厚度积分,得到动量积分方程。在假定边界层流速分布的适当形式后,将动量积分方程转化为常微分方程组,求得速度场的数值解。与螺旋管幂律层流的情况类似,建立了湍流条件下考虑离心力对摩阻系数影响的湍流摩擦系数公式。新的摩擦系数公式与HUBS数据有很好的一致性。本文公式与Mashelkar&Devarajan公式、Ito公式以及HUBS数据进行了对比,结果发现本文公式的计算精度比Mashelkar&Devarajan公式更高,本文公式的计算结果与Ito公式计算结果和HUBS数据非常接近。实验研究包括一系列不同的管径、长度和曲率的螺旋管,不同浓度的幂律流体(黄原胶、聚丙烯酰胺,瓜尔胶,羧甲基纤维素和羟丙基瓜尔胶)。实验结果发现,连续油管曲率增加对摩擦压力影响显著。连续油管和直管之间摩擦系数的最大差值可以高达200%,连续油管和直管之间摩擦系数的差异主要受油管直径的大小、幂律流体浓度和广义雷诺数的影响。对于牛顿流体(水),连续油管和直管之间的摩擦系数的差别不像幂律流体那样显著,摩擦系数的差异为30%。摩擦压力的数据分析表明,连续油管中幂律流体的减阻效应比直管的要低,而且随着曲率比的增大,连续油管中幂律流体的减阻效应也降低。曲率比对连续油管摩擦系数有显著影响,随着曲率比的增大连续油管的摩擦系数增大。同时曲率比的影响大小也取决于流体浓度。最后根据测得的摩擦系数数据,与本文公式计算值进行对比,在很宽的雷诺数范围内该公式预测值与实验数据基本相符,大多数的误差在10%以内,证明本文公式的计算结果具有较高的可靠性。