1、深井、超深井鉆進過程中,機械鉆速隨井深增加明顯下降。重要原因是由于井底壓差的增大,巖屑不能及時清除,造成鉆頭的重復破碎。從井底負壓脈動提高機械鉆速的基本原理看,通過脈動分流鉆頭產(chǎn)生井底流場負壓脈動,能起到減小“壓持效應”,提高機械鉆速的作用。
　　 在前期項目中設(shè)計的降壓分流鉆頭研究基礎(chǔ)上,依據(jù)文丘里效應和水擊作用設(shè)計了利用雙穩(wěn)附壁射流換向元件實現(xiàn)鉆井液切換的脈動分流鉆頭。數(shù)值模擬和室內(nèi)實驗證明,當井筒底部流場處于壓力脈動的波谷

2、時,其降壓效果有27％到62.5％的提升,并且較以前的負壓脈動工具優(yōu)勢明顯。在條件為:排量40L/s,鉆頭壓降設(shè)計為10MPa,井底靜液柱壓力(即液柱圍壓)為30MPa,鉆井液通過該脈動分流鉆頭時設(shè)定其以50Hz的頻率在鉆頭底部向下噴嘴和鉆頭周圍向上噴嘴切換噴射時,負壓幅值最大可達10MPa以上。
　　 數(shù)值模擬和室內(nèi)實驗分析了影響井底流場負壓脈動的因素,包括噴嘴組合的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及水力條件。發(fā)現(xiàn)鉆頭周圍抽吸噴嘴與井底間的距離以及