粒子冲击破岩深度的理论模型研究与室内试验

摘要：

为了准确分析粒子冲击钻井过程中粒子对岩石的冲击作用机理，指导施工参数的优选，需要对粒子冲击破岩的深度进行理论计算。基于动态球形空腔膨胀理论，推导了粒子冲击破岩过程中粒子所受阻力与初始入射速度的关系，结合粒子运动微分方程建立了粒子冲击破岩深度的计算模型，并给出定解条件和求解方法。根据计算实例，对粒子冲击破岩深度与粒子初始入射速度的响应关系和破岩深度与破岩时间的响应关系进行了研究。粒子冲击破岩室内试验结果表明，理论计算结果与试验结果基本吻合，表明该理论模型准确可行，可用于粒子冲击破岩过程的理论分析。研究表明，无因次破岩深度随粒子初始入射速度增大呈线性增加、随破岩时间增长呈对数增加的规律。研究结果可为粒子冲击钻井技术的实际应用提供理论支撑。

关键词：粒子、冲击、破岩深度、空腔膨胀、理论模型、室内试验

所属期刊栏目：44

分类号：TE242(钻井工程)

资助基金：山东省自然科学基金重点项目“粒子冲击钻井技术理论与关键技术”编号ZR2010EZ004;中国石油科学研究与技术开发项目“粒子冲击钻井技术研究与现场试验”编号2015F 1801;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目“粒子冲击钻井中粒子连续注入系统的设计”编号14CX06084A部分研究内容。

在线出版日期：2017-03-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：36-41