西部深井井下水力增压及高效破岩理论

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

90210022

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

熊继有

完成单位：

西南石油大学

中文关键词：

钻井; 能量利用; 它激振荡; 水力增压; 高效破岩;

其他语种关键词：

Drilling; Energy Utility; Oscillating Jet; Hydraulic Increasing Pressure; High-efficient Crashing Rocks.

项目类型：

重大研究计划

语种：

中文

开始日期：

2003-01-01

结束日期：

2005-12-01

中文摘要：

研究利用井下环空液柱压力的水力能量作为它激源，实现了井下水力它激振荡增压的理论和方法。根据井下实际条件和亥姆赫兹诣振腔原理，建立了物理模型，基于流体动力学、瞬变流、边界层理论和紊流理论建立了数学模型。对它激振荡腔的几何参数和流体参数进行了理论与实验研究；结合现代通用的高级流体动力学软件，用GIR非线性模型的问题进行了二次开发，对它激共振腔流体流动特性、几何参数和流体参数进行了数值模拟。找出了实现水力它激振荡器自增流量、增压幅值和冲击压力影响的关键参数，从而建立了水力它激振荡增压器的结构设计理论、参数和准则。同时研究了深井钻井射流高效辅助破岩的理论、方法、以及耦合破岩的关系。其特点是不需要增加高压设备和运动部件，达到了自增流量和增压目的，从而提高了井底破岩效率，降低了钻井成本。该研究理论和方法也可应用于其它领域，具有重要的科学研究价值及广泛的开发应用前景。 在相同条件下，它激振荡可自增流量20%左右；出口平均动压力比自激振荡提高1倍多，比普通连续射流提高近3倍。射流的耦合比非耦合作用的破岩效率有大幅度的提高，砂岩的耦合作用提高破岩效率达40%，灰岩提高20%。