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石英砂颗粒冲击破岩数值模拟与影响因素分析韩传军廾隙，颜俊梅作者简介：韩传军归校幽嫌莩侨耍┦浚淌冢饕4邮率涂蟪』迪执杓朴敕抡娴确矫娴难芯抗．西南石油大学机电工程学院，成都；κ突涤邢薰境啥挤止荆啥摘要：针对复杂地质条件下使用石英砂颗粒破岩并对影响其破岩效率的多种因素进行了流场分析。通过建立喷嘴冲击灰岩的有限元模型，进行了流体介质冲击灰岩壁面的非定常射流分析。研究了入口排量、孔距、喷射角和颗粒直径对破岩效率的影响规律。结果表明，破岩后小，其破岩区域的集中性先增加后减小；孔径比或孔距增大，破岩面积减小，破岩深度增加，破岩区域分散性变大；石英砂颗粒直径增加，冲蚀率先增加后减小，湍流动能持续增加后达到稳关键词：钻井；石英砂颗粒；破岩效率；数值模拟；流场分析形成的流道呈扇形放射状分布，进小。出口大。出口流速在轴向方向呈递减变化，径向方向呈“凹型”分布，流速先增加后减小至零；喷射角或喷嘴直径增大，破岩面积增加，破岩深度减定状态。中图分类号：文献标识码：文章编号：．．．甖．第卷第年地下空间与工程学报．。鉉·收稿日期：．．薷母作。：甤基金项目：国家自然科学基金；艹銮嗄昊；四川省创新苗子工程瑃。。諧；瓹瓹：，瓸瑄，甌．．甌瓵琫：；籸；；
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断蛩淞髌蒲以Ъ扑隳Ｐ引言面积、改善油气藏压力分布、提高油气采收率㈠。目前，径向水平井破岩技术已发展成为一种提高油在世界范围内得到了广泛应用～。。该技术依靠力学特性及损伤破坏过程难以直观获得，故常对岩辐射采集系统开展了***破岩过程中声发射和电样矿物成分及物理参数的影响：廖华林等行了渗透性能的试验研究和微观分析。秦彦斌破岩的过程进行了数值模拟和实验研究。径向水射流破岩技术主要依靠连续油管进行进．喷头利用自进力前进并喷射流体破碎地层岩高压水射流径向水平井技术是在目标地层钻出垂直于套管的小直径水平井的技术。该技术可在不同层位钻多层径向水平井眼，为油气田提供多条油气通道，能增加油藏中井眼的长度、扩大泄油气采收率的低成本微小井眼水平井钻井专用技术，射流喷嘴完成高效破岩与连续钻进，使其成为径向水平井破岩技术的关键装备。。鉴于常规射流介质难以连通较长的射流通道，达不到现场破岩的应用要求。因此。选择硬度较大的石英砂颗粒进行径向水平井破岩。在流体颗粒射流冲击破岩过程中，由于岩石的石受到的应力进行仿真和实验分析一Ｄ壳埃有较多学者针对射流介质破岩进行了相关研究：赵伏军等捎肁—蜕⑸浜蚄绱磁辐射特性及加载速率对其影响的研究：蔡文军等。运淞骶断蜃昕椎墓丶际踅辛搜芯亢室内试验；苏承东等Р捎脁射线衍射和物理参数测试，分析高温作用对稚把沂运用数值模拟方法对径向水平钻孔直旋混合射流喷嘴进行了流场特性分析；王泽鹏等对页岩进行常规三轴压缩下的声发射试验，揭示了岩石破坏的微观机制：任福深等基于空腔膨胀理论分析了粒径和射流冲击速度对单粒子射流冲击作用下岩石的应力分布和破岩区域的影响规律：方新宇等。利用有限元软件疞狣辛薙动态劈裂试验的数值模拟，系统地分析了岩石试件劈裂破坏过程中的能量变化：张豫川等＠萌性壁渗透仪对兰州地区的砂岩和砂质泥岩试样进等。门防窭嗜漳Ｐ图扑愠龈咚倏帕Ｅ射反弹后的运动状态，得到颗粒的反溅运动规律及反溅冲蚀的影响因素；况雨春等对单粒子冲击虽然前人已针对破岩特征进行了分析．但目前将石英砂颗粒作为射流介质冲击破岩，对岩壁造成的应力破坏研究