基于Fluent的空气射流切削式反循环钻头参数优化
2015-01-01宗绪永李柏军
钻探工程 2015年11期
关键词:能力
宗绪永,李柏军
(核工业二四〇研究所探矿工程院,辽宁沈阳110032)
0 引言
随着我国经济的迅猛发展,对资源消耗需求的大幅增长,资源勘探方向由容易开采的资源逐渐向地质环境复杂,开发难度大的地区转变。我国西部资源贮藏量大,种类丰富,是未来能源开采的主要地区。但西部地表钻探环境恶劣,地层结构复杂,干旱缺水,地表有较厚土层,且部分地区上覆较厚的黄土地层。常规钻井一般利用钻井液进行孔底排渣,冷却钻头,对于西部缺水且上覆黄土层地区,常规钻探方法在对黄土层钻进时,由于黄土具有湿陷性,在钻进过程中易发生塌孔、卡钻埋钻等事故。针对西部缺水黄土覆盖层钻进,王如生[1]等提出利用压缩空气代替钻井液作为钻探的循环介质进行孔内的排渣并采用压缩空气的射流切削作用进行喷射钻进作业,试验证明,采用压缩空气作为土层钻进的切削介质进行反循环气体喷射钻进比常规回转钻进方法钻进效率高,且能较好控制现场的施工环境。采用反循环气体喷射钻进技术配合贯通式潜孔锤反循环钻进技术,在不用更换钻进机具的情况下直接对上覆土层和下伏岩层进行连续钻进作业。
反循环气体喷射钻进技术工艺原理与贯通式潜孔锤反循环连续取心钻进技术类似,如图1所示,压缩空气由进气胶管进入双臂钻杆的环状间隙进入孔底,通过反循环喷射钻头的特殊结构,根据拉瓦尔喷管原理,压缩空气在孔底形成强力射流,对土层进行破碎,由于内喷孔产生的负压,压缩空气在孔底形成漩涡,携带孔底岩屑沿钻头中心通道上返,最后经由排渣管排出地表。……
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