钻井工程界早已提出在不增加地面泥浆泵压力和功率条件下如何提高射流在井底的工作效率研究课题。 钻井射流属复杂的淹没非自由射流,由于其约束条件复杂,国内外专家对其研究较少。
要提高井底射流的效率,就要尽可能减少地面泥浆泵产生的水力 能量和压力的损耗。 就现有的一般喷射钻头而论,喷嘴与井底之间的距离都在 100mm 以上。 在这种情况下,泵产生的水力能量和压力除 了在循环过程中克服管内阻力而沿程损耗外,在喷嘴与井底之间(即在 射流运动过程中)也将发生较大的损耗。 在喷射钻井水力设计中,同时考虑这两部分,使其总和达到最小才是更合理的。
因目前湍流射流理论尚无法进行纯理论计算,即使半经验、半理论 的方法也只能在较理想的假设条件下得到一些结果,这与复杂的钻井 实际条件相差很远。 另外,人们对淹没非自由射流(钻井射流)所进行 的实验也不够系统和细致。 迄今为止,喷射钻井中尚无可靠而实用的 理论或经验的射流计算模式。 这使人们无法考虑后一部分损耗,从而 使优选水力设计不能按射流到达井底的实际有效的水力参数进行。因此,我国开展了淹没非自由射流压力及能蜇的衰减规律研究(9) '不仅可以验证和补充射流的基本规律和理论,而且对钻井工程以及其他部门的高压水射流技术的应用都具有一定的实际意义。