煤层粒子冲击钻井技术的适用性分析及参数优化

为了更高效地开采煤层气,应用粒子冲击钻井技术提高煤层钻井的钻速,在分析了粒子冲击钻井技术在煤层钻井的适用性基础上,依据煤岩特性对粒子冲击钻井技术参数进行了优化,同时利用耦合光滑粒子流体动力学法(SPH)及有限元法(FEM)模拟研究了粒子冲击破碎煤岩的三维非线性冲击动力学问题,得出了粒子冲击参数随破岩深度的变化规律。结果表明:在考虑有利于粒子的返出情况下,优化了粒子钻进冲击参数,得出煤层钻井时粒子入射速度80~100 m/s、粒子直径1.0~1.5mm和入射角度6°~12°为最佳取值,粒子冲击钻井技术在煤层气开采中具有高效实用性。