杨胜楠，徐鹏旭

（1.中国石油集团长城钻探工程有限公司，天津 300457；2.西南石油大学机电工程学院，成都 610500）

0 引言

低渗透油田开发是关系我国石油、天然气工业发展水平的重要组成部分，随着全球对石油需求量的迅猛增加。特低渗、稠油油气田以及小储量的边际油气田已经成为油气产量的新增点。国内外油气田开发的实践表明：对薄储层、低渗透、稠油油气藏以及小储量的边际油气藏等，水力径向钻孔技术是最佳的开发方式[1-4]。

喷嘴是水射流技术应用中获得高能量利用率的关键因素之一，水力径向钻孔是利用从喷嘴射出的具有很大动能的射流进行清洗、切割和破碎岩石等，达到水力径向钻孔的目的。为此，研究射流的破岩机理，对于设计高效水力径向钻孔喷嘴具有重要的意义。目前许多学者对射流破岩机理进行了研究，王瑞和等[5-7]通过试验方法和数值仿真方法对旋转射流喷嘴、多孔射流喷嘴进行了研究，并得到了旋转射流和多孔直射流破岩机理。但是他们的研究都是通过间接的方法反应射流的破岩规律，没有直接分析射流作用后井底的应力应变分布规律。为更加贴近实际工况，研究将采用流固耦合的方法分析射流作用下固体域的受力及变形情况，模拟井底真实的受力状态及形变特征，为分析井底的力学状态提供了直观的观察效果。

1 喷嘴结构

水力径向钻孔作业工艺主要分为套管开窗和水力径向钻孔。水力径向钻孔即利用自进式喷嘴结构前喷口产生的高速射流实现破岩，后喷口射流形成的反冲力实现自推进，从而实现自推进钻孔效果，增加原油渗流面积，达到提高油气井产量的目的。……