水力深穿透水平鉆孔技術(shù)的研究.pdf

1、國內(nèi)外油氣田開發(fā)的實踐表明：對于低滲油田，水力深穿透水平鉆孔是最佳的開發(fā)方式。現(xiàn)有的深穿透鉆孔技術(shù)主要有兩種模式：一、套管沖孔加高壓水力噴射切割巖石射孔；二、套管鉆孔開窗加水力地層徑向鉆孔射孔。第一種模式已經(jīng)比較成熟，但射孔工作壓力太高(一般70MPa以上)，作業(yè)時不安全，且對油管強度要求很高。為此，第二種模式在前者基礎(chǔ)上進行了技術(shù)改進和創(chuàng)新，主要是降低了射孔系統(tǒng)工作壓力，提高了現(xiàn)場施工的安全性、可靠性。噴嘴是水射流技術(shù)應(yīng)用中獲得高能量

2、利用率的關(guān)鍵因素，對射流質(zhì)量有明顯的影響，因此研究和優(yōu)化噴嘴的幾何造型，建立噴嘴結(jié)構(gòu)與動力性能之間的關(guān)系，對于研究射流的性能具有重要意義。本論文所做的工作如下： 首先利用水射流的基本理論對噴嘴的水力參數(shù)進行分析，其中包括：噴嘴的水力特性、噴嘴的布置方式、噴嘴射流水功率和噴嘴射流打擊力。通過對噴嘴水力參數(shù)的分析，初步確定了射流噴嘴的基本結(jié)構(gòu)，并為進行噴嘴流線參數(shù)的設(shè)計提供了理論依據(jù)。 其次，根據(jù)噴嘴的水力參數(shù)的分析結(jié)果建立

3、噴嘴流線參數(shù)的數(shù)值優(yōu)化模型，通過對射流數(shù)值模擬方法的研究，對現(xiàn)有模擬方法進行了分析對比，根據(jù)適用范圍和預(yù)測效果，最終選用標準k-ε模型，并利用ANSYS/FLOTRANCFD軟件進行各項設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化，給出了優(yōu)化設(shè)計的數(shù)據(jù)結(jié)果。 最后，為驗證所設(shè)計的噴嘴的破巖效果，在射流壓力25MPa，流量40L/min的條件下，對靶體進行鉆孔實驗。所鉆的孔洞，孔壁光滑，而孔底呈明顯的坑狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)果表明：本論文所設(shè)計的噴嘴達到了預(yù)期的設(shè)計要求