煤層水力噴射鉆頭設計與實驗研究.pdf

1、煤層氣的開發(fā)利用可有效緩解對常規(guī)天然氣資源的依賴,對改善我國的能源供應結構起到積極作用。由于煤層氣是以吸附的形態(tài)存在于儲層中,因此,如何提高煤層氣采收率成為工程師們關注的焦點,而套管開窗徑向水平井技術為煤層氣的高效開發(fā)提供了技術保證。
　　 本文結合煤層氣開發(fā)領域中的套管開窗徑向水平井技術,設計了一種自進式水力噴射鉆頭,結合數(shù)值模擬手段分析了噴射鉆頭的流場分布,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

2、鍵參數(shù)。
　　 室內破巖實驗表明:噴距增大導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,同時對鉆頭軸線方向上的巖石破碎能力減弱;鉆頭前噴嘴擔負主要的破巖功能,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;隨著噴射時間的增大,破巖效果增強,但當噴射時間大于60s后,鉆頭破巖平均直徑、平均深度及體積的增幅明顯減緩。本實驗條件下,前噴嘴直徑1.1mm,噴嘴傾角30°