[实用新型]气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置

说明书

本实用新型涉及气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，喷射孔性能测试器包括模拟井筒、反循环钻头内喷射孔模型筒、测试内筒；反循环钻头内喷射孔模型筒侧壁有内喷射孔，其上端与模拟井筒的模拟排渣管连通；测试内筒上端通过连接机构与反循环钻头内喷射孔模型筒下端连通，连接机构将模拟井筒内部分隔成上下独立的腔体；模拟井筒侧壁设有与上方腔体连通的进气管，空气压缩装置与进气管连通；测试内筒侧壁设有与数据处理终端连接的压力检测器；测试内筒底壁设有与数据处理终端连接的拉力检测器；流场测试仪用以测试喷射孔性能测试器内部流场情况并将信息传输至数据处理终端。优点：便于研究内喷射孔结构参数、布设方案和流场情况。

技术领域

本实用新型涉及对气动贯通式潜孔锤钻井(探)技术配套使用的反循环钻头内喷射孔有关的实验研究，特别涉及一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置。

背景技术

气体钻井技术(Gas Drilling Technique)是一种采用气体作为驱动钻具动力和循环流体，并将岩屑从井(孔)内携带至地表的钻井(探)工艺，气体钻井被认为是提高机械钻速、减少钻井时间的革命性工艺方法，属于欠平衡钻井工艺中的一个主要分支。气体钻井的核心是利用气体动力学原理，在井底岩石表面与井内流体介质之间产生压力差，可有效消除井底的“压持效应”对机械钻速的不利影响，且井底钻头钻进方向附近的地层内部会形成低压应力区，同时井内的负压状态可产生向上拉应力效果，有助于使井底岩石变得易于破碎，可明显改善钻进碎岩效果；此外，气体介质在钻进过程中还可起到冷却钻头的作用，并携带钻屑返出井口，特别适用于坚硬和高研磨性的岩层采用气体钻井；此外，气体钻井还可有效避免钻井液对油气等储层的污染，具有“绿色、无损害”的技术特点。气动潜孔锤(Pneumatic DTH Hammer)，又称空气锤，它采用冲击回转的碎岩方式，是一种效率高、钻孔质量好、成本低的先进钻井技术。气动贯通式潜孔锤(Pneumatic Hollow-through DTHHammer)可与专用反循环钻头、双壁钻具配合实施贯通式潜孔锤反循环连续取心(样)钻进工艺，它是集潜孔锤高速冲击回转钻进、流体介质(气、液、固多项介质)全孔反循环、钻进过程中连续获取岩矿心(样)三项技术于一体的钻井技术。

反循环钻头(Reverse Circulation Bit)是实施贯通式潜孔锤反循环连续取心(样)钻进工艺的关键部件，它是基于多喷嘴引射器原理设计而成，主要具有双重作用：①破碎孔底岩石不断取得进尺的工具；②控制流体介质进入中心通道形成稳定反循环的功能元件。反循环钻头体上的流体通道主要有：内喷射孔、底喷射孔、中心通孔，广义上讲还包括扩散槽、花键槽、卸荷槽等。早期的反循环钻头上只设有底喷射孔，后来针对漏失严重的复杂地层钻进时难以形成反循环导致排渣不畅、影响正常钻进，提出在花键槽内增设内喷射孔提升反循环钻头形成良好、稳定反循环的能力。底喷射孔与内喷射孔共同组成了压缩气体进入中心通孔的通道，由空压机提供的压缩空气驱动潜孔锤活塞做功后一部分经底喷射孔到达井底冷却钻头、携带钻屑进入中心反循环通道；另一部分则经内喷射孔以高速射流形式直接进入中心通道，高速气体射流因卷吸效应带走其周围的部分气体，在钻头中心孔局部形成负压并对孔底产生抽吸作用，进而促使经底喷射孔到达孔底的另一部分气体携带钻屑进入钻头中心通孔增强反循环效果。反循环钻头的性能优劣，将在很大程度上决定气动贯通式潜孔锤反循环钻进的效率和排渣效果，因而对反循环钻头结构参数和布设方案的优化研究是非常有必要的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，有效地克服了现有技术的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，包括喷射孔性能测试器、空气压缩装置、数据处理终端和流场测试仪；

上述喷射孔性能测试器包括模拟井筒、反循环钻头内喷射孔模型筒和测试内筒；

上述模拟井筒为竖直设置的透明的圆筒，其上端同轴设有连通其内部的模拟排渣管；