6 喷射钻井技术
6.1 概述
喷射钻井是钻井发展史上的里程碑。它使钻井速度大幅度提高，其根本原因是在机泵条件、钻具结构、泥浆性能一定的条件下，通过水力参数的优选，使钻头水马力、射流冲击力、喷射速度达到极大值，强化井底清洁和水力破岩,卧式冷室压铸机
从而提高钻速。 压刨6．1．1喷射钻井的发展
（1）30年代采用大排量，大水眼，低泵压，未取得任何进步；
（2）40年代中期汉泊尔公司采用减少喷嘴直径和排量，提高泵压，钻速大幅度提高；
（3）50年代肯达尔、戈因斯建立了喷射钻井水力设计三大理论。使喷射钻井完全进入了优化设计阶段；
（4）六、七十年代水力设计进一步完善，出现了许多新的水力设计方法。开始研究井底流场，喷嘴组合，直径及长度对井底净化的影响。
由上述可知：采用大机泵、高泵压、合适的排量和喷嘴直径，能大幅度提高钻速。
6．1．2喷射钻井的提出
出发点：净化井底，减少重复切削，辅助破岩，提高机械钻速。
(1)水力因素对井底的作用
*漫流对井底岩屑的横向推力作用；
(2)岩屑在井底的运移过程：
*离开破碎坑；
*运移到钻头边缘；
*环空举升。
(3)压持作用
fm0*静压持作用：由液柱压力和地层压力之差引起；
*动压持作用：由钻头牙轮滚动将岩屑压回井底；
*垫层作用：泥浆在井底压差作用下形成泥饼，叫垫层。由于垫层使岩屑
很难破碎。
6．1．3主要内容
(1)研究在机泵条件、钻具结构、泥浆性能一定的条件下，使钻头水功率、射流冲击力、喷射速度最大，水力能量的一次分配；
(2)研究井底流动规律，水力能量的二次分配。为喷嘴合理布置提供理论基础。
6．2 喷射式钻井的基本原理。
6．2．1射流的结构特性
(1) 射流是具有一定压力的流体通过孔口泄出的流束。分为自由射流和非自由射流。喷嘴射
流属于淹没非自由射流。
(2) 射流结构组成和参数
射流结构组成如图所示：
结构：由等速核，边界层(扩散层)组成。
结构参数：
扩散角；表示射流分散程度；
扩散系数如下式：
（1）
极距如下式：
（2）
等速核V0，在等速核内速度相等；
(3) 射流动压力
在等速核内动压力为：
频率补偿电路 （3）
在等速核外动压力为：
； （4）
式中，为射流衰减系数。
同一截面内中心动压力最大，向外逐渐减少，边界处为零。
6．2．2．射流对井底的作用
(1) 冲击压力的作用
动压力梯度对岩屑产生翻转作用，使岩屑离开破碎坑；
(2) 漫流的横推作用
将岩屑运移到钻头边缘。
6．2．3.射流水力参数
（1）射流速度
； （5）
（2）射流冲击力
（6）
（3）射流水马力
（7）
6．2．4钻头水力参数
射流水力参数是由钻头水力参数转换而来的。转换中有能量损失。
(1) 钻头压力降
钻头压力降是通过喷嘴释放压力。
（8）
(2) 钻头功率
（9）
(3) 钻头水力参数与射流水力参数的关系
钻头压力降与喷速的关系：
（10）
射流冲击力与与钻头压降的关系：
（11）
钻头水功率与射流水功率的关系：
（12）
为减少压力损失，必须提高流量系数。
6．3喷射式钻井水力能量传递原理
6．3．1．泵的基本参数及工作状态
(1)基本参数：泵压、排量、功率。Ps、Qs、Ns
额定功率：泵允许输出的最大功率，Nr；
额定压力：泵允许工作的最大压力，P灯头盒r；
时的排量叫额定排量。其关系是：
（13）
婴儿背带
(2) 泵的工作状态
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议