用于粒子冲击钻井系统的钢粒子精确控制装置研究

Steel Particle Precise Control Device for Particle Impact Drilling System

黄伟 姚建林 郑凯中 刘彬 陈晗 范黎明 李雷

HUANG Wei YAO Jianling ZHEN Kaizhong LIU Bin CHEN Han LI Lei

粒子冲击钻井技术是一种在钻井液中加入钢粒子，以超过 150ｍ／ｓ速度经钻头喷嘴喷出冲击井底岩石实现破岩的技术，目前该技术主要通过计量输送机构转轴转速的方式，实现钢粒子体积分数调控，但存在无法直观反映粒子输送量、体积分数调控不够准确等问题。因此，文章提出了一种在线精确调控粒子体积分数的方法，设计了称重无轴螺旋输送机构和粒子提升机构，基于此研制了一种用于粒子冲击钻井系统的钢粒子精确调控装置，该装置可根据钻井液排量实时精准调控系统前端粒子体积分数。室内测试和现场试验结果表明，该装置实时精准调控的粒子体积分数误差小于 １％；输送和提升机构均未出现卡堵和钢粒子堆积现象，整体运行稳定，满足粒子冲击钻井系统需求，同时有望为物料连续计量输送提供一种新的技术手段。