张德荣 吴思梦 黄泽贵

1.西南石油大学机电工程学院，成都，610500

2.中国石化中原油田生产管理处，濮阳，457001

0 引言

水力喷砂射孔是一种将混有一定浓度磨料的液体加压，经射孔器喷嘴喷出高速含砂射流，冲击套管、水泥环和近井地层岩石，形成具有一定直径和深度的孔眼状油气通道的技术，主要应用于非常规油气田改造、射孔完井及解堵增产作业中［1-4］。然而，现阶段水力喷砂射孔器冲蚀磨损严重、使用寿命短已成为限制该技术发展应用的关键因素。针对此，谢刚儒［5］通过调研分析发现回溅腐蚀是造成射孔工具失效的主要原因，提出在喷嘴出口端面增加盘形防护板来缓解工具外部的腐蚀；黄中伟等［6］利用数值模拟方法研究了工具内部流道易磨损区域的形成原因，但他们并未针对射孔工具提出改进方案；钱国全等［7］通过理论分析总结水力喷砂射孔器的磨损规律，认为在工具外部增加一体化保护盖板可有效降低射孔液的反溅伤害；SURJAATMADJA 等［8］、STANOJCIC 等［9］均从射孔工具的工作机理角度分析了工具的冲蚀原因，尤其是反溅砂粒对工具外部的冲蚀。笔者在分析常用水力喷砂射孔器冲蚀磨损机理的基础上，从工具结构创新设计和喷嘴结构优化设计两个方面，对现阶段常用水力喷砂射孔器进行优化，以延长其使用寿命。

1 常用水力喷砂射孔器冲蚀机理

1.1 几何模型和边界条件

现阶段常用水力喷砂射孔器主要由工具本体和通过螺纹连接安装在本体上的多个锥直形喷嘴组成［10-11］，见图1a。……