题目
某井用φ215.9mm钻头钻进,喷嘴流量系数C=0.96,钻井液ρd=1.42g/cm3,排量为16L/S,若要求井底比水功率为0.418kW/cm2,且三个喷嘴中拟采用一个直径为9mm,另两个为等径。试求另两个喷嘴的直径,并计算射流水力参数和钻头水力参数。
某井用
215.9mm钻头钻进,喷嘴流量系数C=0.96,钻井液ρd=1.42g/cm3,排量为16L/S,若要求井底比水功率为0.418kW/cm2,且三个喷嘴中拟采用一个直径为9mm,另两个为等径。试求另两个喷嘴的直径,并计算射流水力参数和钻头水力参数。
题目解答
答案
解:比水功率通常为射流水功率与井底面积的比值。
(1)射流水功率:
射流水功率
P146、式(4-52)
喷嘴总面积
,又
、
;则另两个喷嘴的直径:
另两个喷嘴的实际直径
。
喷嘴总面积:
(2)射流水力参数:
射流喷射速度:
P145、式(4-50)
射流冲击力:
P145、式(4-51)
(3)钻头水力参数
钻头压降:
P146、式(4-53)
钻头水功率:
P147:式(4-53)
解析
步骤 1：计算射流水功率
根据题目要求，井底比水功率为0.418kW/cm²，钻头直径为215.9mm，可以计算出射流水功率。
步骤 2：计算喷嘴总面积
根据射流水功率和钻井液密度，可以计算出喷嘴总面积。
步骤 3：计算另两个喷嘴的直径
已知一个喷嘴直径为9mm，另两个喷嘴为等径，可以计算出另两个喷嘴的直径。
步骤 4：计算射流水力参数
根据喷嘴总面积和排量，可以计算出射流喷射速度和射流冲击力。
步骤 5：计算钻头水力参数
根据射流喷射速度和钻井液密度，可以计算出钻头压降和钻头水功率。
根据题目要求，井底比水功率为0.418kW/cm²，钻头直径为215.9mm，可以计算出射流水功率。
步骤 2：计算喷嘴总面积
根据射流水功率和钻井液密度，可以计算出喷嘴总面积。
步骤 3：计算另两个喷嘴的直径
已知一个喷嘴直径为9mm，另两个喷嘴为等径，可以计算出另两个喷嘴的直径。
步骤 4：计算射流水力参数
根据喷嘴总面积和排量，可以计算出射流喷射速度和射流冲击力。
步骤 5：计算钻头水力参数
根据射流喷射速度和钻井液密度，可以计算出钻头压降和钻头水功率。