高压水射流自进式喷头自进能力分析与参数优化

发布时间：2025-05-01 14:56

　　随着常规油气资源开发的深入,高产能油气资源逐年减少,应用常规开发技术已经不能满足非常规油气资源的开采,且非常规油气资源在未开发的油气资源中占有较大比重。国内外油气田开发实践均表明:基于连续油管侧钻径向水平井技术非常适合开发低渗透、薄储层、裂缝性等油气藏。射流喷头作为径向水平井技术的核心元件,要求其在工作时既能在钻进中单独完成破岩扩孔且对高压软管提供向前移动的牵引力。该技术受限于设备、管线、破岩压力等因素,只能在高压力、小流量条件下完成,这就要求射流喷头孔眼直径相对较小,喷头结构参数和射流参数搭配相对合理。目前对于射流喷头的参数优选仍然没有一个系统性的方法,针对这一情况,本文以常用直射流喷头为模型对喷头的参数进行了优选,并得出不同情况下喷头的参数匹配方案。为此,本文的主要工作包括:首先,对射流喷头破岩喷嘴的数量及排布方式进行了理论分析并结合流体仿真软件FLUENT进行验证;其次对喷头射流入口形状、破岩喷嘴形状、不同喷嘴长径比进行了仿真对比研究;并理论分析了喷头各射流参数对侧向破岩喷嘴位置设计和喷头最佳喷距的影响关系。基于自进式直射流喷头模型对喷头进行受力分析,推导出与射流参数相关的喷头自进...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１径向水平井技术原理图??超短半径径向井系统（ＵＲＲＳ）在２０世纪８０年代末已经有了很大的发展，钻成的径??向水平井眼超过５００个，总的钻进长度约为８２３０ｍ

者多口呈现辐射状分布的水平井眼，从而穿透近井污染地带，增大与油气储层的接触面??积，以此建立高速导流通道，达到增产増注的目的，在复杂的油气藏开发中具有经济、??高效、安全等优势Ｉ图１－１为径向水平井技术原理图。??国外径向水平井钻井技术的研宂始于２０世纪７０年代末，８０年代中期由....

图1-3水射流应用参数性能框图

利用高压水射流进行破岩的技术是水射流技术应用的一个重要方面，并应用于国民??经济的诸多领域，其在石油钻采中的典型代表是应用于径向水平井技术。研究表明，利??用高压水射流进行岩石破碎是众多新型破岩中最具潜力，效率最高，且易于实现的破岩??方式。各种破岩方式的耗能总结如表１－１所示｜....

图２－１小孔出流示意图??伯努利方程可用于解决小孔出流的问题

２．１．２流体小孔口出流??射流是具有一定压力的流体从小孔口流出时就形成的。根据小孔口的形状和流体的??出流情况又可将小孔口分为薄壁孔口出流和厚壁孔口出流。见图２－１所示。??丨?ｔ?｜?－１?ｒ－ｉ——ｈ－Ｊ??Ｉ?＿??彡?多?２??＾?＾??Ｉ?Ｐｕ?Ｚ?纖?Ｐｂ?么?Ｌ?....

图２－２基于理论与实验的射流结构图??当射流流体在喷嘴出口处时，流体的速度分布均匀，一旦射流流体离开喷嘴出口就??会卷吸射流周围介质，而此时，因为射流流体与环境介质之间存在极大的速度差，就会??

于湍流流动，其运动机理和实际结构极其复杂。日本学者Ｙａｎａｉｄａ和Ｏｈａｓｈｉ于１９７４年??应用几何图形的方式率先描述了水射流的特征图形，后期经过众多学者的实验研宄并加??以丰富，目前形成了国际上公认的水射流结构图，该特征图如图２－２所示。??射流初始段?射流转折段??射流１本....

本文编号：4042467