射流轴线上①在喷嘴出口断面,各点的速度基本相等,为初始速度。②射流中心部分保持初始速度流动的流束,称为射流等速核。③等速核长度与喷嘴直径和流到形状有关。在等速核以内,射流轴线上的速度等于出口速度;超过等速核以后,射流轴线上的速度迅速降低。射流轴线上的速度衰减规律如图4-14。④在射流任一横截面上,射流轴心上的速度最高,由中心向外速度很快降低,到射流边界上速度降为零。钻头射流(淹没非自由连续射流)的基本特征:射流具有等速核和扩散角;在射流横截面上中心速度最大;在射流轴线上,超过等速核以后射流轴线上的速度迅速降低;撞击井底后,形成井底冲击压力波和沿井底高速流动的漫流。2.射流对井底的清洗作用(1)射流的冲击压力作用?射流撞击井底后形成的冲击压力极不均匀。极不均匀的冲击压力使岩屑受到一个翻转力矩,从而离开井底。(2)漫流的横推作用?射流撞击井底后形成的漫流是一层很薄的高速液流(漫流),对井底岩屑产生一个横向推力,使其离开原来的位置。漫流的速度分布:径向(横向):冲击圆的中心为0;冲击圆边缘最大;冲击圆边缘以外,漫流速度下降。轴向(纵向):距井底0.5mm高度处漫流速度最大,向上迅速减小。3.射流对井底的破岩作用在岩石强度较低的地层,射流的冲击压力超过地层的破碎强度,直接破碎岩石。在岩石强度较高的地层,射流挤入岩石中由钻头机械力造成的微裂纹和微裂缝内,形成“水楔”,使微裂纹和裂缝扩展,从而大大降低岩石的破碎强度。(二)射流水力参数?表征射流水力能量大小的参数:喷射速度、射流冲击力、射流水功率。?计算位置:喷嘴出口断面?1.射流喷射速度 2.射流冲击力?3.射流水功率?单位时间内射流所具有的作功能量称为射流水功率。(三)钻头水力参数?钻头水力参数是射流水力能量和喷嘴损耗能量的综合反映,包括钻头压力降和钻头水功率。1.钻头压力降?钻头压力降是指钻井液流过钻头喷嘴以后钻井液压力降低的值。
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