【摘 要】
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径向水平井技术可为低渗透、稠油、老油田和边际油气田提供一种经济高效的开采途径。射流破岩钻头是径向水平井技术的关键构件,在射流钻头前端布置破岩喷嘴,在钻头后部斜置多
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径向水平井技术可为低渗透、稠油、老油田和边际油气田提供一种经济高效的开采途径。射流破岩钻头是径向水平井技术的关键构件,在射流钻头前端布置破岩喷嘴,在钻头后部斜置多个反向喷嘴,利用反向喷嘴形成的射流反冲力推动钻头自进。本文分别对射流钻头前置的新型直旋混合射流破岩喷嘴和射流钻头的自进力进行了研究。 首先,本文结合国内外直旋混合射流研究的成果,设计了多种不同结构的直旋混合射流喷嘴,在常压淹没条件下通过破岩实验研究了不同喷嘴的结构参数、喷距、射流压力等因素对直旋混合射流破岩效果的影响规律,并依据实验结果对直旋混合射流喷嘴的结构参数进行了优选。其次,运用数值模拟的方法对直旋混合射流冲击流场进行了研究,应用RNG K-ε湍流粘度模型研究分析了不同射流参数下的直旋混合射流冲击流场结构与特性。再次,为了分析喷距、井筒直径、射流压力等因素对自进式钻头自进力的影响,在常压淹没条件下对不同结构的自进式钻头进行了自进力实验。 研究结果表明通过喷嘴参数的优选可以改善直旋混合射流的破岩效率;喷距和射流压力均对直旋混合射流破岩效果有较大影响:直旋混合射流冲击流场的数值模拟有效分析了射流冲击流场的结构特性;射流压力和井筒直径对钻头自进力大小有较大影响,喷距对自进力的影响较小。
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