停止磨料漿體繚繞落體的破岩鑽孔試驗，旨正在 考證磨料漿體繚繞落體的破岩鑽孔威力，為徑向水 平井鑽井技能正在硬地板中使用需要當場指點和實踐 根底。作者自創磨料落體技能[1]，應用粒子成像速 度場儀鑽研了磨料漿體繚繞落體的進度場，初步表 明磨料漿體繚繞落體的擴大及破岩威力遠高於非旋 磨料落體[2,3]。聚丙烯酰胺（PAM）用作漿體配置添 加劑，磨料由退出罐正在低壓管路中退出，正在管路中混 合勻稱的磨料漿體由繚繞落體噴嘴噴出，構成磨料 漿體繚繞落體。正在規則的水力參數和掌握參數下衝 蝕自然岩層，經過破岩的直徑、深淺和容積調查磨料 漿體繚繞落體的鑽孔威力和特性。

定點衝鋒陷陣青浮岩，噴嘴壓降辨別為10 MPa和 20 MPa,衝鋒陷陣工夫為30 s。圖1給出了繚繞落體和 非旋落體鑽孔的直徑與深淺隨噴距的變遷。為便於 比擬和指點當場使用，圖中的縱、橫坐標都由噴嘴直 徑無因次化。由圖1能夠看出，隨噴距增多，繚繞射 流的衝蝕孔深淺逐步升高，而衝蝕孔的直徑根本上 呈增多的趨向。但正在高壓下，當噴距到達定然值後， 鑽孔直徑開端減小。

思忖到噴管送進及陸續鑽長孔眼的狀況，由鑽 孔直徑來權衡落體的破岩威力較為正當。圖1說 明，隨噴嘴壓降增多，繚繞落體破岩的最優噴距也增 加。正在20^3噴嘴壓降下，噴距為（20——30）辦（辦 為噴嘴直徑）時的鑽孔直徑為（1〇——12）^〇，已徹底 滿意徑向程度鑽井的實踐請求。

正在相反環境下，非旋落體的破岩深淺和直徑較 小，隨噴距增多，非旋落體的破岩直徑增多也較小。

繚繞水落體的破岩機理與繚繞落體的進度構造 相關，其破岩衝蝕坑呈“W”形[5]。當繚繞落體中加 人磨料以後，浸沒環境下破岩構成的衝蝕坑為上寬 下窄的“V”字形，況且與壓力和噴距等參數的聯係 沒有大。灰浮岩岩樣及試驗衝蝕坑的外形見圖2（壓 力 20 MPa）。

試驗進程中，為了調查湧現這種差異的緣由，正在 其餘環境沒有變的狀況下停止了非浸沒條件下的衝蝕 試驗。由圖2能夠看出，非浸沒環境下的衝蝕坑與 繚繞水落體的衝蝕坑外形相似，為“W”形。

此外，應用相反的壓力，正在沒有加磨料狀況下對於同 一浮岩停止了衝蝕試驗，未發覺有衝蝕坑湧現。這 注明起破次要是磨料，同聲體現了磨料漿體落體的超強破岩威力。

由此可見，湧現衝蝕坑外形變遷的緣由與落體 的浸沒與否有間接聯係。正在非浸沒環境下，落體的 進度大，並且空化水平很高，外觀上間接出現出揚聲器 狀，流體和磨料顆粒集合正在落體的核心，外部無流體 和磨料，因為衝蝕坑為“W”形。而正在浸沒環境下，旋 轉落體正在存正在少量磨料顆粒的浸沒流體的攪擾下， 切向進度衰減很快，空化水平大大升高；此外，落體 和磨料顆粒的進度因衰減比非浸沒時升高許多，而 且磨料顆粒正在軸向進度梯度的反應結存正在向落體中 心匯集的趨向。因為，浸沒環境下繚繞磨料落體的 衝蝕坑為“V”字形。

從落體破岩發生衝蝕坑的名義毛糙水平簡單發 現磨料漿體落體破岩和水落體破岩機理的沒有同。中 等壓力純水落體破岩時，率先以顆粒之間強度較低的 膠結物基架的先期完整或者開裂為大前提，岩層顆粒即將 脫離幼體，衝蝕坑的名義一般比擬毛糙本試驗 磨料落體破岩所構成的衝蝕坑名義絕對於潤滑得多，說 明其完整進程體現為基架和岩層顆粒的同聲完整。 實考證實，因為岩樣強度較高，落體流體能量沒有能導 致岩層完整，僅起到及時蕩滌孔底的作用。因為，此 時衝蝕坑的構成是磨料顆粒的衝鋒陷陣和磨蝕所致。由 此可見，中級壓力下磨料漿體落體完整高強度的岩層 時，岩層完整與磨料的衝鋒陷陣和磨蝕間接有關，完整方 式體現為岩層顆粒和膠結物基架的同聲完整。

由磨料落體的衝鋒陷陣磨蝕破岩機理也可看出，當 岩層遭到存正在定然剪切作用的繚繞落體衝鋒陷陣時，岩 石必定簡單完整，從而表現出繚繞落體比非旋落體 更高的頻率。

繚繞水落體的破岩容積隨噴距增多衰減比擬迅 速[5]。相比之下，磨料漿體繚繞落體的破岩容積則 正在15辦噴距內隨噴距增多衰減較緩。純水落體破 岩比能較高，噴嘴直徑為4. 76 _時完整浮岩[9], 比能為15 kJ/mL。由圖3可知，磨料落體破岩的比 能比水落體低了兩個單位級。

能夠看出，非繚繞落體破 岩具有最優噴距，其緣由正在於噴嘴體對於落體的攪擾。 非旋落體衝孔後的前往走過噴嘴體的反照對於落體的 攪擾反應顯著，招致動量喪失大。隨噴距增多攪擾 逐步減小，而落體與四周流體的動量交流逐步控股 勢，因而體現出最優破岩噴距的具有。而關於繚繞 落體破岩，因為落體的繚繞，小噴距時的前往流仍具 有定然的程序性，噴嘴體對於前往流的反照較弱，後繼 落體所受的攪擾很小，因為小噴距時的破岩成效仍 最強，沒有具有最優噴距。

繚繞落體破岩容積顯然大於非旋落體的緣由可 從落體的進度場差異來注明。依據流體和顆粒的速 度丈量，繚繞落體正在旋流作用下除非對於岩麵強加正 麵衝鋒陷陣力之外，還可需要定然的切向負荷[2,5]。岩 石受化合負荷比純粹受壓應力作用時的毀壞要簡單 得多。此外，因為試驗為定點衝蝕，繚繞落體正在完整 坑內異樣由於旋流的具有而出現出規定活動，即返 回暖維持正在來流外側，坑底沒有易湧現滯留，能量應用 充足，因為破岩容積大、比能小。而直落體破岩，由 於破岩孔徑小，簡單正在孔底構成滯流，後繼落體和磨 料顆粒與前往流的參混和碰撞比擬重大，磨料顆粒 到達孔底的時機、進度和能量大大升高，因為破岩體 積小、比能高。

能夠看出，加人PAM後，落體的破岩深 度和直徑隨噴距的變遷趨向無性質的變遷，然而破 岩的深淺失去了進步。小噴距時破岩深淺進步寬度 較小，隨噴距增多，破岩深淺進步寬度也逐步增多。 當噴距為30‘時，磨料槳體落體比磨料水落體的 破岩深淺進步了 80%。從破岩直徑立場看，小噴距 時，磨料漿體落體的破岩直徑小於磨料水落體的破 岩直徑，但隨噴距增多，前端的破岩直徑增多寬度卻 高於後者。

經過丈量PAM含量對於落體中磨料顆粒進度的 反應得出[2,3]，高聚物的加人使落體進度及照顧能 力進步的同聲，還驅使落體流體和磨料顆粒活動聚 中。破岩試驗後果也注明，正在小噴距時，高聚物推進 落體活動聚中的性能占劣勢，而隨噴距增多，高聚物 進步落體進度的性能逐步一般。

相反環境下，繚繞落體比非旋落體鑽孔直徑 大、破岩頻率高。試驗環境下，磨料漿體繚繞落體比 非旋落體鑽孔直徑大1.2倍內外，破岩容積進步約 4倍。

其餘環境沒有變，隨噴嘴壓降的進步，磨料漿 體繚繞落體破岩鑽孔直徑和深淺都增多。

磨料漿體繚繞落體正在非浸沒環境下破岩形 成的完整坑呈“W”形，但浸沒環境下的完整坑則呈“V”形。

中級壓力下磨料漿體落體完整柔軟岩層時， 岩層完整與磨料的衝鋒陷陣磨蝕作用間接有關，完整形式 體現為岩層顆粒和基架的同聲完整。旋流的具有是 磨料漿體繚繞落體破岩鑽孔直徑大、頻率高的要害。

隨漿體PAM品質分數的進步，破岩深淺和 大噴距時的鑽孔直徑都增多。正在試驗環境下，PAM 品質分數由0增至0.1 %時，落體正在1〇辦——30辦噴 距下鑽孔的深淺進步40% —— 110%,直徑進步可達。