由于深井、超深井数量的增加,传统机械式钻头破岩钻井已无法满足钻井效率需求.为此设计了脉冲式增压器用以提高深井、超深井钻井效率,降低钻井成本.基于所设计的增压器的结构和工作原理,考虑螺杆转速、高压喷嘴直径、钻井液密度和冲程等因素对增压效果的影响,建立数学模型.在此基础之上,考虑脉冲式增压器不发生自锁的条件,并分别分析转速、钻井液密度、高压喷嘴直径和冲程对增压频率、喷嘴流速和增压压力的影响.得到增压器各影响因素与增压特性之间的关系.旨在为设计的增压器提供理论支撑与优化依据.结论认为:高压喷嘴流速和增压压力随着螺杆转速、冲程的增大而增大,并且增压特性较好.随着高压喷嘴直径的增大出口流速和增压压力明显降低,增压能力明显变弱.随着钻井液密度增大,出口流速和增压压力稍微增大,其对增压特性影响不明显.喷嘴高压射流频率仅受转速影响,随着转速增大而增大.要想获得较好增压特性,螺杆转速应不低于100 r/min,活塞行程不低于25 mm,高压喷嘴直径不大干1.4 mm.
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