煤層水力噴射鉆頭設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、煤層氣的開發(fā)利用可有效緩解對(duì)常規(guī)天然氣資源的依賴,對(duì)改善我國(guó)的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)起到積極作用。由于煤層氣是以吸附的形態(tài)存在于儲(chǔ)層中,因此,如何提高煤層氣采收率成為工程師們關(guān)注的焦點(diǎn),而套管開窗徑向水平井技術(shù)為煤層氣的高效開發(fā)提供了技術(shù)保證。
　　 本文結(jié)合煤層氣開發(fā)領(lǐng)域中的套管開窗徑向水平井技術(shù),設(shè)計(jì)了一種自進(jìn)式水力噴射鉆頭,結(jié)合數(shù)值模擬手段分析了噴射鉆頭的流場(chǎng)分布,并以此為依據(jù)優(yōu)化了鉆頭前后噴嘴直徑、噴嘴傾角以及前噴嘴定位圓直徑等關(guān)

2、鍵參數(shù)。
　　 室內(nèi)破巖實(shí)驗(yàn)表明:噴距增大導(dǎo)致水力噴射鉆頭在巖石上的破碎孔洞平均直徑增大、平均深度及破巖體積減小,同時(shí)對(duì)鉆頭軸線方向上的巖石破碎能力減弱;鉆頭前噴嘴擔(dān)負(fù)主要的破巖功能,前噴嘴直徑越大,破巖效果越好;泵壓增加導(dǎo)致巖石破碎孔洞平均直徑、平均深度及破巖體積均增大;隨著噴射時(shí)間的增大,破巖效果增強(qiáng),但當(dāng)噴射時(shí)間大于60s后,鉆頭破巖平均直徑、平均深度及體積的增幅明顯減緩。本實(shí)驗(yàn)條件下,前噴嘴直徑1.1mm,噴嘴傾角30°