自进式多孔射流钻头的自进机理及自进力影响规律

摘要

在径向水平井技术中,自进式射流钻头既要完成破岩钻孔的任务,又要对高压软管产生一定的向前自进力,才能达到连续向前钻进的目的.为此,以流体力学理论为基础,分析了自进式多孔射流钻头的自进机理,即射流反推力作用和反向射流降压效应.通过实验方法得到了流量、射流钻头正反流量比、正向喷距和井筒直径等参数对自进力的影响规律.结果表明:自进力随着流量的增大而近似线性关系的增大,随着射流钻头的正反流量比的增大而近似线性关系的减小;随着正向喷距的变化,自进力基本不变;自进力随着井筒直径的增大呈先增大后减小的趋势,当井筒直径为36～49 mm时产生的自进力较大,当筒直径大于62 mm后自迸力已基本不变.在实验条件下,流量范围为0.71～0.99 L/s时,射流钻头正反流量比范围为1/6～2/3,正向喷距范围为10～50 mm,井筒直径为30～70 mm时,射流钻头所产生的自进力范围为51.1～228.1 N.该研究成果可为套管内转向径向水平井技术提供理论基础,还可为自进式多孔射流钻头结构设计提供依据.