干热岩储集层具有埋深大、温度高、岩石硬度高、研磨性强、可钻性差、地层环境复杂多变且施工难度大等特点,现有钻井技术难以满足地热资源的有效开发。利用高压电脉冲破岩技术开采干热岩热能有利于避免机械钻井过程中钻头磨损的问题,但其破岩机理尚不清楚。为此,基于离散元颗粒流GBM和等离子体通道路径生成的概率发展模型建立了电脉冲破岩热—力耦合模型,并就围压—液柱压力范围介于5~25 MPa,围压—液柱压力比K介于0.05~20时的花岗岩进行电脉冲破碎后产生的裂纹类型及数量、破碎体积分数分析。研究结果表明:①电脉冲破碎花岗岩后,花岗岩内部产生了晶内拉伸、晶内剪切、晶间拉伸与晶间剪切4种微观裂纹,并以前3种裂纹为主;②当K≥1,且围压大于15 MPa时会促进花岗岩的电脉冲破碎,随围压的增大,晶间拉伸裂纹的萌生和扩展得到加强;③K<1时,对...

针对现有侧钻水平井技术成本高,工作周期长和经济性差等难题,该文设计了一种采用高压水力射流为破岩主要动力的自进式高压水射流钻头,并对钻头进行了淹没条件下的试验研究,系统分析了在不同射流工作压力、涡轮叶片数目、射流作用时间等条件下自进式高压射流钻头的钻孔特性,给出了射流钻头最适宜钻孔的结构参数。试验结果表明:自进式高压射流钻头与普通射流钻头相比,具有钻孔深,孔径大而规则,工作时稳定性高等优点。同时,在一定范围内,射流工作压力越大,钻孔效果越好;随着涡轮元件叶片数目的增加,钻孔直径呈线性减小,而钻孔深度近似二次曲线增加。考虑到叶片的制造难易程度,叶片数目以4最为合适。该文的研究工作为径向水平井中射流钻头的优化设计提供了科学依据,对提高径向水平井钻孔效率和降低钻井生产成本等有重要的工程实际...