连续油管径向旋转喷射钻进的研究

摘要

连续油管径向旋转喷射钻进是一种高速发展的新型工程技术，服务对象主要是超短半径水平井的钻进，以及大型机械钻井作业机难以钻进的油井。本文针对水平井钻进的需求，结合岩石的损伤模型和射流的破岩机理，提出了一种新型的旋转喷射结构，提高了射流钻进的速度。
　　本文首先分析了岩石的破损机理，研究了其破损模型，进行了旋转射流破岩的机理分析。在射流破岩的机理分析基础上，结合现有的加旋方式，设计出了一种新型的组合式旋转射流喷嘴，并对喷嘴进行了加旋效果、受力变形等分析。然后结合相关工程要求，对连续油管径向旋转喷射钻进的工艺进行了说明。最后在户外进行了验证试验。
　　研发出的旋转喷射系统使喷射钻进的速度提高了2倍以上，达到了3-5 m/min，并实现了喷射头自动进给功能，以及射流能量的合理分配。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外现状

1．3 研究的意义

1．4 研究的目的

1．5 主要研究内容

第二章 旋转射流的破岩机理和岩石的损伤模型

2．1 旋转射流

2．2 旋转射流的破岩机理

2．3 高压水射流作用下的岩石破损模型

2．4 岩石的微观断裂机理分析

2．5 本章小结

第三章 旋转射流喷嘴的设计

3．1 常用旋转射流喷嘴的加旋方式

3．2 旋转射流喷嘴的设计

3．4 喷嘴的参数及其加工

3．5 新型组合旋转射流喷嘴的性能以及应力变形分析

3．6 本章小结

第四章 旋转喷射系统的流体性能

4．1 喷射系统的局部能量损失

4．2 流体经过喷嘴加旋后的旋流流态分析

4．3 喷射系统冲击岩石的压强分布

4．4 本章小结

第五章 连续油管径向旋转喷射钻进的井上实验验证

5．1 连续油管径向旋转喷射钻进

5．2 旋转射流喷射破岩能力的井上验证

5．3 喷射实验数据及实验现象观察

5．4 淹没条件下的旋转射流系统的破岩仿真

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 全文总结

6．2 前景展望

致谢

参考文献