煤层气井造穴射流破岩试验研究.pdf

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1、第43卷第8期探矿工程(岩土钻掘工程)Vo1．43No．82016年8月ExplorationEngineering(Rock&SoilDrillingandTunneling)Aug．2016：1—5煤层气井造穴射流破岩试验研究王力(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安710077)摘要：通过水射流造穴进行洞穴完井是煤层气井重要的完井方式。为了优选造穴射流工具的喷嘴，提高射流造穴直径和效率，通过制备相似煤岩试样，采用室内试验的方法，进行了连续射流和空化射流的破岩效果试验，并在现场造穴施工中进行了应用。结果表明：自由射流条件下，连续射流在喷距为200mm

2、时破岩效果最好，空化射流在喷距为300mm时破岩效果最好。淹没射流条件下，连续射流未能冲蚀煤岩试样；空化射流的冲蚀直径则呈先增加后减小并趋于稳定的状态，在淹没深度为200mm时冲蚀直径达到最大，冲蚀深度随着淹没深度的增加而增加，在淹没深度为300mm以后，冲蚀深度趋于稳定缓慢减小。研究结果为造穴射流工具的喷嘴选型及结构优化设计提供了依据。关键词：煤层气井；造穴；喷嘴；空化射流中图分类号：P634文献标识码：A文章编号：1672—7428(2016)08—0001—05ExperimentalStudyonRockBreakingbyWaterJetforCa

3、vityBuildinginCoalBedMethaneWell~WANGLirXi’anResearchInstitute，ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroup，Xi’anShaanxi710077，China)Abstract：Thecavitybuildingbywaterietistheimportantwayofcoalbedmethanewellcompletion．Inordertooptimizethenozzleforwateriettoolstoenlargecavitydiameterandimp

4、rovecavitybuildingefficiency。thesimilarcoalsampleswereprepared，rockbreakingeffectsweretestedbycontinuousjetandcavitatingjetinlaboratoryandtheapplicationwascarriedoutinthefield．Theresultsshowedthatundertheconditionoffreejet，thebestrockbreakingeffectswereatjetdistanceof200mmand300mmf

5、orcontinuousjetandcavitatingjetrespectively．Undertheconditionofsubmergedjet，thecontinuousietcouldnoterodethecoalsample；theerodingdiameterofcavitatingietincreasedfirst，thendecreasedtendingtobesta．ble：andwhenthesubmergeddepthwas200mm，theerodingdiameterreachedthemaximum．Theerodingdept

6、hincreasedwiththeincreaseofsubmergeddepth；bythesubmergeddepthof300mm，theerodingdepthwastendingtobestableanddecreasedslowly．Thisresearchprovidesthebasisfornozzleselectionandopticaldesignofwaterjettools．Keywords：coalbedmethanewell；cavitybuilding；nozzle；cavitatingjet洞穴完井是煤层气开发有效的完井方式，

7、在国井装备，工艺和工具简单，但造穴工具的射流性能直内外得到了广泛应用¨I4J。洞穴完井就是通过工具接影响造穴直径和效率。针对淮南谢一矿地面石门扩眼或压力“激动”的方式，在煤层段形成比井眼大揭煤辅助消突井煤层造穴射流工具喷嘴的选型问得多的洞穴，增加煤层裸露面积，在洞穴周围形成较题，根据不同射流形式的破岩机理与施工设备及工大面积的卸载区，提高煤层的渗透性以达到增产的艺的便利性，选择在不同喷距与淹没条件下，对连续目的]。近年来，煤矿开采领域在地面选择石门揭煤射流与空化射流进行了试验研究，得出了两种射流区域施工造穴煤层气井，进行大范围煤层卸压、增透，分别在自由射流和

8、淹没射流时，不同喷距与破岩效不仅能开采煤层气，还能为