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80～100m/s、粒子直径10～15mm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。