水力深穿透水平鉆孔技術(shù)的研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)外油氣田開發(fā)的實(shí)踐表明：對(duì)于低滲油田，水力深穿透水平鉆孔是最佳的開發(fā)方式?，F(xiàn)有的深穿透鉆孔技術(shù)主要有兩種模式：一、套管沖孔加高壓水力噴射切割巖石射孔；二、套管鉆孔開窗加水力地層徑向鉆孔射孔。第一種模式已經(jīng)比較成熟，但射孔工作壓力太高(一般70MPa以上)，作業(yè)時(shí)不安全，且對(duì)油管強(qiáng)度要求很高。為此，第二種模式在前者基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新，主要是降低了射孔系統(tǒng)工作壓力，提高了現(xiàn)場(chǎng)施工的安全性、可靠性。噴嘴是水射流技術(shù)應(yīng)用中獲得高能量

2、利用率的關(guān)鍵因素，對(duì)射流質(zhì)量有明顯的影響，因此研究和優(yōu)化噴嘴的幾何造型，建立噴嘴結(jié)構(gòu)與動(dòng)力性能之間的關(guān)系，對(duì)于研究射流的性能具有重要意義。本論文所做的工作如下： 首先利用水射流的基本理論對(duì)噴嘴的水力參數(shù)進(jìn)行分析，其中包括：噴嘴的水力特性、噴嘴的布置方式、噴嘴射流水功率和噴嘴射流打擊力。通過對(duì)噴嘴水力參數(shù)的分析，初步確定了射流噴嘴的基本結(jié)構(gòu)，并為進(jìn)行噴嘴流線參數(shù)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 其次，根據(jù)噴嘴的水力參數(shù)的分析結(jié)果建立

3、噴嘴流線參數(shù)的數(shù)值優(yōu)化模型，通過對(duì)射流數(shù)值模擬方法的研究，對(duì)現(xiàn)有模擬方法進(jìn)行了分析對(duì)比，根據(jù)適用范圍和預(yù)測(cè)效果，最終選用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型，并利用ANSYS/FLOTRANCFD軟件進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化，給出了優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)果。 最后，為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的噴嘴的破巖效果，在射流壓力25MPa，流量40L/min的條件下，對(duì)靶體進(jìn)行鉆孔實(shí)驗(yàn)。所鉆的孔洞，孔壁光滑，而孔底呈明顯的坑狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)果表明：本論文所設(shè)計(jì)的噴嘴達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求