水平井定向喷砂射孔工具设计与动力学分析

摘要

基于水力喷砂射孔技术，结合重力定向原理，设计水平井定向喷砂射孔工具，动力学分析与地面验证试验表明喷枪轴线与井筒轴线存在偏心时能够可靠定向，建立定向偏角与喷枪偏转动力矩、过盈配合阻力矩、液柱压力导致的密封件阻力矩以及轴承旋转阻力矩之间的力学模型。结果表明：偏心距与喷枪自重是提升定向精度的关键因素，而密封件与转轴之间的过盈配合是阻碍定向的关键因素；设计条件下其最大阻力矩占比可达68.4%,地面射孔试验的孔眼与基准位置的偏离角度为2°～4°,喷枪定向效果良好；变更射孔位置时无论拖动还是转动，喷枪均都能够自如地回到初始位置，且打压后喷枪稳定性较好，不存在无序转动、摆动现象。

关键词

水力喷砂射孔 / 定向射孔 / 重力定向 / 力学模型