多孔式射流钻头流场数值模拟研究

多孔式射流钻头是应用于径向水平井技术的一种新型射流钻头。本文建立了多孔式射流钻头流场计算模型,采用RNGk-ε湍流模型进行数值计算,分析了射流钻头内外不同区域的流场分布情况和局部流动特性。模拟计算结果表明:多孔式射流钻头有效扩大了井底冲击区,有利于扩大成孔直径;反向射流冲刷井壁,可以进一步扩大孔径,其反推力平衡了正向射流的反推力,有利于轨迹控制;反向射流的附壁作用,增大了喷嘴局部阻力系数。射流钻头入口及环空的压力和流量的数值模拟结果与试验测试结果一致。

涡流钻头降压机制及设计原则

涡流钻头通过反向喷嘴和高速旋转形成负压漩涡,降低井底压差,提高钻井的机械钻速.对涡流钻头降压机制进行研究.采用混合网格计算方法分析反向喷嘴的轴向倾角、径向倾角、上返流量、出口高度和旋转速度等对涡流钻头降压性能的影响,并提出涡流钻头的设计原则.结果表明：反向喷嘴下方井底钻井液回流是影响涡流钻头降压能力的主要因素.涡轮钻头设计的理论原则：轴向倾角为150°～ 180°、径向倾角为60°～75°、上返流量大于30％、反向喷嘴的出口高度为100～140 mm,井壁间隙应小于3 mm,尽可能地提高钻头旋转速度.

旋流自进式钻孔技术在瓦斯抽放中的应用研究

介绍了超短半径径向水平钻井系统的组成、旋流自进式钻头的结构及工作原理;分析了旋流自进式钻孔技术的破岩机理、钻进过程、钻进力、成孔直径和钻进深度。旋流自进式钻头应用于径向水平钻井技术,可以同一垂直孔中在不同煤层内完成多个水平钻孔,大幅度提高了瓦斯的抽放效率。

用小间隙井射结构降低钻井技术

用减小套管柱间隙[(小间隙井射结构（RCCP）]的方法钻井是很有价值的，这种技术可以在上层套管下钻出扩大的井眼，尤其是在定向井和水平井中更是如此，RCCP有助于降低钻井费用。在海上深井中要增大油套管的尺寸，同时要不改变表套套管和防喷器（BOP）的额定压力等级，这就要求使用RCCP，在当前的油价条件下，RCCP不仅适用于深井，也适用于许多其它的井，实施RCCP的必要工具和技术不断提高，本文讨论的 随钻扩眼（EWD）和可变径稳定器（ES）可以通过RCCP降低钻井费用，这些工具将使RCCP的应用更加广泛。EWD随钻扩眼器可以钻套管内的水泥塞，并能在钻穿套管鞋后继续眼段有效地稳定下部钻具结合，其功能与定向井的扩眼段有效地稳定下部钻具组合，其功能与常规尺寸井眼中的一体式稳定器一样，本文提出了一种推荐的RCCP，描述了WED和ES工具的开发以及在RCCP和常规井中的应用实例。