井底自激振荡脉冲粒子射流钻井工具试验研究

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1、石油机械一30一CHINAPETROLEUMMACHINERY2014年第42卷第l1期．．钻井技术与装备井底自激振荡脉冲粒子射流钻井工具试验研究纪国栋汪海阁查永进王灵碧崔猛(中国石油集团钻井工程技术研究院)摘要：井底自激振荡脉冲粒子射流钻井工具是一种集成脉冲射流技术与粒子冲击破岩技术的钻井提速工具，可以在井底实现钢制粒子的自循环)中击破岩，并伴有一定的压力脉冲效应，二者联合实现高效破岩。为了全面掌握工具的结构尺寸对压力脉冲效应、粒子自吸效果和破岩效率的影响规律，设计加工了模型工具，并利用模型工具在室内开展了压力脉冲测试、粒子吸入量测试、粒子自吸效果观察和破岩试验，证实了工具自吸功能和压力脉

2、冲效应，分析了工具结构尺寸对压力脉冲幅值、引射系数和破岩效果的影响规律。研究结果可为井底自激振荡脉冲粒子射流钻井工具的结构优化提供试验技术支持。关键词：自激振荡；压力脉)中；粒子冲击；射流；自循环；破岩中图分类号：TE921文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．11．007ExperimentalStudyontheDownholeSelf-oscillationPulseParticleJetDrillingToolWangHaigeZhaYongjinWangLingbiCuiMeng(CNPCDrillingResearchInstitute

3、)Abstract：Thedownholeself-oscillationpulsedparticlejetdrillingtool，whichintegratesthepulsejettech—nologyandparticleimpactdrillingrockbreakingtechnology，isusedforincreasingthepenetrationrate．Thetoolcouldcirculatethesteelparticlestoimpactandbreakrocksinthebottomhole．Combinedwithacertainpressurepulsee

4、ffects，highefficientrockbreakingcouldbeachieved．Tofullyunderstandtheinfluencesofthestructuraldi—mensionsonthepressurepulseeffects，particleself-absorptioneffectandrockbreakingeficiency，atoolmodelisdesignedandmanufactured．Thetoolmodelisthenappliedinthepressurepulsetest，themeasurementofthea—mountofpar

5、ticlesabsorbed，particleself-absorptionobsmwationandrockbreakingtest．Thetestsconfirmedthetool’Sself-absorptionfunctionandpressurepulseeffects．Theinfluencesofthetool’Sstructuraldimensionsonthepressurepulseamplitude，ejectingcoeficientandtherockbreakingeffectsareanalyzed．Thestudycouldprovidetesttechnic

6、alsupportforthestructuraloptimizationoftheself-oscillationpulsedparticlejetdrillingtoo1．Keywords：self-oscillation；pressurepulse；particleimpact；jet；self—circulation；rockbreaking带为主的浅地层钻井时也会遇到。而当前国内在硬0引言地层钻进中存在钻井速度慢、钻具寿命短、钻井周期长、钻井成本高等难题，直接制约着硬地层油气随着浅层油气资源的不断枯竭，在深部坚硬地藏勘探开发的整体效益¨。目前在破碎坚硬岩石层以及复杂地质条件下寻求油

7、气发现是目前陆上勘方面，电子束、激光、等离子、岩石热熔、热力综探开发的重要工作。硬地层不仅在国内各油田的深合、高压细射流和射弹冲击破岩等许多现代破岩方层钻井时会遇到，而且在西部地区以山地山前构造法尚处于可行性研究和室内试验阶段J，而射弹$基金项目：中国石油天然气集团公司“十二五”科学研究与技术开发项目“高研磨地层破岩新技术研究”(2014A～4211)。2014年第42卷第11期纪国栋等：井底自激振荡脉冲粒子