CN207437056U - 气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，喷射孔性能测试器包括模拟井筒、反循环钻头内喷射孔模型筒、测试内筒；反循环钻头内喷射孔模型筒侧壁有内喷射孔，其上端与模拟井筒的模拟排渣管连通；测试内筒上端通过连接机构与反循环钻头内喷射孔模型筒下端连通，连接机构将模拟井筒内部分隔成上下独立的腔体；模拟井筒侧壁设有与上方腔体连通的进气管，空气压缩装置与进气管连通；测试内筒侧壁设有与数据处理终端连接的压力检测器；测试内筒底壁设有与数据处理终端连接的拉力检测器；流场测试仪用以测试喷射孔性能测试器内部流场情况并将信息传输至数据处理终端。优点：便于研究内喷射孔结构参数、布设方案和流场情况。

Description

气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置

技术领域

本实用新型涉及对气动贯通式潜孔锤钻井(探)技术配套使用的反循环钻头内喷射孔有关的实验研究，特别涉及一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置。

背景技术

气体钻井技术(Gas Drilling Technique)是一种采用气体作为驱动钻具动力和循环流体，并将岩屑从井(孔)内携带至地表的钻井(探)工艺，气体钻井被认为是提高机械钻速、减少钻井时间的革命性工艺方法，属于欠平衡钻井工艺中的一个主要分支。气体钻井的核心是利用气体动力学原理，在井底岩石表面与井内流体介质之间产生压力差，可有效消除井底的“压持效应”对机械钻速的不利影响，且井底钻头钻进方向附近的地层内部会形成低压应力区，同时井内的负压状态可产生向上拉应力效果，有助于使井底岩石变得易于破碎，可明显改善钻进碎岩效果；此外，气体介质在钻进过程中还可起到冷却钻头的作用，并携带钻屑返出井口，特别适用于坚硬和高研磨性的岩层采用气体钻井；此外，气体钻井还可有效避免钻井液对油气等储层的污染，具有“绿色、无损害”的技术特点。气动潜孔锤(Pneumatic DTH Hammer)，又称空气锤，它采用冲击回转的碎岩方式，是一种效率高、钻孔质量好、成本低的先进钻井技术。气动贯通式潜孔锤(Pneumatic Hollow-through DTHHammer)可与专用反循环钻头、双壁钻具配合实施贯通式潜孔锤反循环连续取心(样)钻进工艺，它是集潜孔锤高速冲击回转钻进、流体介质(气、液、固多项介质)全孔反循环、钻进过程中连续获取岩矿心(样)三项技术于一体的钻井技术。

反循环钻头(Reverse Circulation Bit)是实施贯通式潜孔锤反循环连续取心(样)钻进工艺的关键部件，它是基于多喷嘴引射器原理设计而成，主要具有双重作用：①破碎孔底岩石不断取得进尺的工具；②控制流体介质进入中心通道形成稳定反循环的功能元件。反循环钻头体上的流体通道主要有：内喷射孔、底喷射孔、中心通孔，广义上讲还包括扩散槽、花键槽、卸荷槽等。早期的反循环钻头上只设有底喷射孔，后来针对漏失严重的复杂地层钻进时难以形成反循环导致排渣不畅、影响正常钻进，提出在花键槽内增设内喷射孔提升反循环钻头形成良好、稳定反循环的能力。底喷射孔与内喷射孔共同组成了压缩气体进入中心通孔的通道，由空压机提供的压缩空气驱动潜孔锤活塞做功后一部分经底喷射孔到达井底冷却钻头、携带钻屑进入中心反循环通道；另一部分则经内喷射孔以高速射流形式直接进入中心通道，高速气体射流因卷吸效应带走其周围的部分气体，在钻头中心孔局部形成负压并对孔底产生抽吸作用，进而促使经底喷射孔到达孔底的另一部分气体携带钻屑进入钻头中心通孔增强反循环效果。反循环钻头的性能优劣，将在很大程度上决定气动贯通式潜孔锤反循环钻进的效率和排渣效果，因而对反循环钻头结构参数和布设方案的优化研究是非常有必要的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，有效地克服了现有技术的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，包括喷射孔性能测试器、空气压缩装置、数据处理终端和流场测试仪；

上述喷射孔性能测试器包括模拟井筒、反循环钻头内喷射孔模型筒和测试内筒；

上述模拟井筒为竖直设置的透明的圆筒，其上端同轴设有连通其内部的模拟排渣管；

上述反循环钻头内喷射孔模型筒为竖直设置在上述模拟井筒内的透明的圆筒，其上下端均开口，其侧壁上设有多个内喷射孔，上述内喷射孔由外向内斜向上倾斜设置；

上述反循环钻头内喷射孔模型筒上端与上述模拟排渣管密封连接并连通；

上述测试内筒为竖直固定在上述模拟井筒的内部底壁上的透明的圆筒，并位于上述反循环钻头内喷射孔模型筒的下方；

上述测试内筒的上端开口并通过连接机构与上述反循环钻头内喷射孔模型筒的下端密封连接并连通，上述连接机构将上述模拟井筒内部分隔成上下相互独立的腔体；

上述模拟井筒侧壁上设有与上述模拟井筒上方的腔体连通的进气管，上述空气压缩装置的输出端与上述进气管连通；

上述测试内筒的侧壁上设有至少一组用以检测其内部压力的压力检测器，上述压力检测器与上述数据处理终端电连接；

上述测试内筒的内部底壁上设有与上述数据处理终端电连接的拉力检测器；

上述测试内筒内部设有与上述拉力检测器连接的模拟岩心；

上述流场测试仪设置在上述模拟井筒一侧，并与上述数据处理终端电连接，用以在实验过程中测试上述喷射孔性能测试器内部的流场情况并将信息传输至数据处理终端。

本实用新型的有益效果是：系统结构简单，操作方便，便于研究反循环钻头内喷射孔的结构参数、布设方案和流场情况。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，上述模拟井筒包括透明的筒体和盖板；上述筒体上端开口，其开口端设有圆环形的法兰盘，上述盖板为圆形，并密封安装在上述法兰盘的上端，并遮盖住上述筒体的开口端，上述盖板的中部设有上下贯穿其的上述模拟排渣管。

采用上述进一步方案的有益效果是便于打开模拟井筒对内部机构进行拆装及后续的检修工作。

进一步，上述反循环钻头内喷射孔模型筒的上端同轴设有圆环形的螺纹连接部，上述模拟排渣管的下端内壁上设有内螺纹，上述反循环钻头内喷射孔模型筒上端的螺纹连接部伸入上述模拟排渣管的下端内部，并与上述模拟排渣管螺纹连接。

采用上述进一步方案的有益效果是该设计使得反循环钻头内喷射孔模型筒与模拟排渣管之间拆装变得比较方便。

进一步，上述连接机构包括密封连接盘和连接管，上述密封连接盘为圆盘状，上述模拟井筒内壁上对应上述密封连接盘的位置设有圆环形的抬肩，上述密封连接盘与上述抬肩密封抵接，上述连接管与上述密封连接盘同轴设置，并上下贯穿上述密封连接盘，上述连接管的上端与上述反循环钻头内喷射孔模型筒的下端连接并连通，上述连接管的下端与上述测试内筒的上端连接并连通。

采用上述进一步方案的有益效果是该设计利于密封连接盘的安装，使两者结构配合比较紧密，并且确保两个腔体相互独立，密封性好，利于后续实验。

进一步，上述连接管的上端及下端外周上分别设有外螺纹，上述反循环钻头内喷射孔模型筒的下端内壁以及上述测试内筒的上端内壁上分别设有内螺纹，上述连接管的上下端分别伸入上述反循环钻头内喷射孔模型筒的下端和上述测试内筒的上端内部，并分别与上述反循环钻头内喷射孔模型筒和上述测试内筒螺纹连接。

采用上述进一步方案的有益效果是该设计利于连接管分别与反循环钻头内喷射孔模型筒和测试内筒的快速连接，便于实验前的组装及后续检修时的拆卸，操作简单、方便。

进一步，上述密封连接盘的下端外边缘处设置为圆环形的第一台阶面，上述抬肩的上端内边缘处设置为与上述第一台阶面匹配的第二台阶面，上述第一台阶面与上述第二台阶面密封抵接。

采用上述进一步方案的有益效果是通过台阶面的相互配合，使得密封连接盘与抬肩配合比较紧密，不易脱离，提高密封性及稳定性。

进一步，上述压力检测器由多个上下等间距间隔设置的压力传感器组成，上述测试内筒的侧壁上设有多个与上述压力传感器一一对应的安装孔位，上述压力传感器分别安装在对应的安装孔位内，并密封对应的安装孔位，每个上述压力传感器均通过线路与上述数据处理终端连接。

采用上述进一步方案的有益效果是便于对测试内筒内部压力在上下梯度方向的检测。

进一步，上述内喷射孔的轴心线与上述反循环钻头内喷射孔模型筒的轴心线之间形成夹角α，上述10°≤α≤80°。

采用上述进一步方案的有益效果是利于高压气体经模拟井筒内部的上方腔体以及内喷射孔依次进入反循环钻头内喷射孔模型筒后，在反循环钻头内喷射孔模型筒下方局部形成负压，以便实验过程中对模拟岩心的抽吸。

进一步，还包括高速摄像机，上述高速摄像机架设在上述模拟井筒的一侧，用以拍摄并记录整个实验过程的实时动态。

采用上述进一步方案的有益效果是动态实时捕捉实验过程中要研究的局部细节，且在研究后期可通过高清视频录像回放实验的全过程，这些对本研究是十分有利的。

附图说明

图1为本实用新型的气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置的结构示意图；

图2为本实用新型的气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置中喷射孔性能测试器的结构爆炸图；

图3为本实用新型的气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置中盖板的剖视图；

图4为本实用新型的气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置中模拟井筒的筒体的剖视图；

图5为本实用新型的气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置中反循环钻头内喷射孔模型筒的剖视图；

图6为本实用新型的气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置中连接机构的结构示意图；

图7为本实用新型的气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置中模拟岩心的结构示意图；

图8为本实用新型的气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置中拉力检测器的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、模拟井筒，2、反循环钻头内喷射孔模型筒，3、测试内筒，4、连接机构，5、空气压缩装置，6、数据处理终端，7、流场测试仪，8、模拟岩心，9、高速摄像机，11、筒体，12、盖板，13、模拟排渣管，14、进气管，15、抬肩，21、内喷射孔，31、压力检测器，32、拉力检测器，41、密封连接盘，42、连接管，81、吊钩，111、法兰盘，321、吊环。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例：如图1至8所示，本实施例的气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置包括喷射孔性能测试器、空气压缩装置5、数据处理终端6和流场测试仪7；

上述喷射孔性能测试器包括模拟井筒1、反循环钻头内喷射孔模型筒2和测试内筒3；

上述模拟井筒1为竖直设置的透明的圆筒，其上端同轴设有连通其内部的模拟排渣管13；

上述反循环钻头内喷射孔模型筒2为竖直设置在上述模拟井筒1内的透明的圆筒，其上下端均开口，其侧壁上均布有多个贯穿其的内喷射孔21，上述内喷射孔21由外向内斜向上倾斜设置；

上述反循环钻头内喷射孔模型筒2上端与上述模拟排渣管13密封连接并连通；

上述测试内筒3为竖直固定在上述模拟井筒1的内部底壁上的透明的圆筒，并位于上述反循环钻头内喷射孔模型筒2的下方；

上述测试内筒3的上端开口并通过连接机构4与上述反循环钻头内喷射孔模型筒2的下端密封连接并连通，上述连接机构4将上述模拟井筒1内部分隔成上下相互独立的腔体；

上述模拟井筒1侧壁上设有与上述模拟井筒1上方的腔体连通的进气管14，上述空气压缩装置5的输出端与上述进气管14连通；

上述测试内筒3的侧壁上设有至少一组用以检测其内部压力的压力检测器31，上述压力检测器31与上述数据处理终端6电连接；

上述测试内筒3的内部底壁上设有与上述数据处理终端6电连接的拉力检测器32；

上述测试内筒3内部设有与上述拉力检测器32连接的模拟岩心8；

上述流场测试仪7设置在上述模拟井筒1一侧，并与上述数据处理终端6电连接，用以在实验过程中测试上述喷射孔性能测试器内部的流场情况并将信息传输至数据处理终端6。

本实用新型通过模拟气动贯通式潜孔锤钻进时的工况条件，提供一个用于在实验室内进行反循环钻头内喷射孔性能测试的实验装置，以实验测试的方法重点对反循环钻头的内喷射孔结构参数和布设方案进行优化研究，旨在充分增强反循环钻头形成反循环效果的能力，从而尽可能地提升气动贯通式潜孔锤钻进的机械钻速和排渣、取心(样)效果。

实验过程中，空气压缩装置5持续或间断地提供适当风压和风量的压缩空气，压缩空气从空气压缩装置5(空压机或气泵)的输出端(排气口)经管道(高压胶管连通空气压缩装置5的输出端与进气管14)输送至进气管14，并由进气管14进入由模拟井筒1内部上方的腔体内(该腔体即就是模拟井筒1内壁与反循环钻头内喷射孔模型筒2以及连接机构4之间限定出的腔体)，此过程与实际的气动贯通式潜孔锤钻进原理相符；处于上方腔体内的压缩空气经设置于反循环钻头内喷射孔模型筒2上的多个内喷射孔21以射流的形式进入其内部，基于多喷嘴引射器原理可在内喷射孔21局部区域形成负压区(反循环)，从而对置于下方腔体内与反循环钻头内喷射孔模型筒2连通的测试内筒3内的模拟岩心8产生较为强烈的抽吸作用；此时，模拟岩心8将由静止状态向上浮动，并将由于上部抽吸作用产生的向上浮动的力传递给拉力检测器32，并由拉力检测器32对该力值进行实时地动态检测，并将检测到的力值传输至数据处理终端6进行数据的处理、分析及保存；同时，由于受到上部负压区(反循环)的影响，置于下部的测试内筒3内的压力梯度必将发生变化，可由安装于其侧壁面上的压力检测器31对不同位置处的压力值进行实时地动态检测，并将检测到的压力值(压力梯度值)传输至数据处理终端进行数据的处理、分析及保存；整个实验过程中的流场情况可由置于一旁的流场测试仪7科学、准确地测试并显示出来，尤其是对反循环钻头内喷射孔模型筒2的内喷射孔21的局部流场进行科学、准确地测试。

需要说明的是，空气压缩装置5在实验过程中可持续或间断地提供压缩空气，并且可根据实验需求实时动态调整供气的工况参数；数据处理终端6在实验过程中可用于数据处理和数据的实时显示、记录与储存。

上述数据处理终端6为相互连接的数据采集器和PC机，实验过程中，压力检测器31和拉力检测器32检测到的数据信息传输至数据采集器，再由数据采集器传输至PC机，PC机内具有专用的数据处理软件，能够将压力检测器31和拉力检测器32检测到的数据实时显示并储存；当然，数据处理终端6也可以是无纸记录仪或其它具有同等作用的仪器/设备；上述流场测试仪7为粒子图像测速仪(PIV)或多普勒测速仪或其它具有同等作用的实验测试仪器。

上述模拟岩心8主要由一个圆柱体和设置于其底部的吊钩81构成，为尽可能精确地测试由不同结构及布设方案的内喷射孔21产生抽吸力的大小，模拟岩心8的材质为轻质的塑料等质量几乎可忽略不计的材料制成，上述拉力检测器32上具有吊环321，模拟岩心8通过吊钩81与吊环321连接。

上述压力检测器31为压力传感器，拉力检测器32为拉力传感器，其使用比较方便。

较佳的，上述模拟井筒1包括透明的筒体11和盖板12；上述筒体11上端开口，其开口端设有圆环形的法兰盘111，上述盖板12为圆形，并密封安装在上述法兰盘111的上端，且遮盖住上述筒体11的开口端，上述盖板12的中部设有上下贯穿其的上述模拟排渣管13，整个模拟井筒1可打开，便于拆装其内部的各个机构，利于实验前的组装和后续的检修及清理工作，需要说明的是，为了提高整个模拟井筒1的气密性，在上述法兰盘111的上端还嵌装有略微突出于其上端的的密封圈，上述盖板12下端与密封圈紧紧地抵接，盖板12和法兰盘111之间还通过多个均匀分布的贯穿两者的螺栓及与螺栓螺纹连接的螺母紧固，确保盖板12与法兰盘111之间连接稳固，且密封性好。

较佳的，上述反循环钻头内喷射孔模型筒2的上端同轴设有圆环形的螺纹连接部，上述模拟排渣管13的下端内壁上设有内螺纹，上述反循环钻头内喷射孔模型筒2上端的螺纹连接部伸入上述模拟排渣管13的下端内部，并与上述模拟排渣管13螺纹连接，该设计使反循环钻头内喷射孔模型筒2与模拟排渣管相互螺纹连接，拆装比较方便，也不易脱离。

上述螺纹连接部一体成型的设置在反循环钻头内喷射孔模型筒2的上端，整体结构强度好，气密性更佳。

较佳的，上述连接机构4包括密封连接盘41和连接管42，上述密封连接盘41为圆盘状，上述模拟井筒1内壁上对应上述密封连接盘41的位置设有圆环形的抬肩15，上述密封连接盘41与上述抬肩15密封抵接，上述连接管42与上述密封连接盘41同轴设置，并上下贯穿上述密封连接盘41，上述连接管42的上端与上述反循环钻头内喷射孔模型筒2的下端连接并连通，上述连接管42的下端与上述测试内筒3的上端连接并连通，该设计通过连接机构4将模拟井筒1内部空腔上下隔断，使得进入上方腔体的高压气体不会影响下方腔体内测试内筒3的良好使用，确保实验结果更准确，同时，通过连接管42也使得反循环钻头内喷射孔模型筒2和测试内筒3之间的相互连通更方便。

上述连接管42一体成型的设置在密封连接盘41，整体结构强度好，气密性更佳。

较佳的，上述连接管42的上端及下端外周上分别设有外螺纹，上述反循环钻头内喷射孔模型筒2的下端内壁以及上述测试内筒3的上端内壁上分别设有内螺纹，上述连接管42的上下端分别伸入上述反循环钻头内喷射孔模型筒2的下端和上述测试内筒3的上端内部，并分别与上述反循环钻头内喷射孔模型筒2和上述测试内筒3螺纹连接，该设计使连接管42与反循环钻头内喷射孔模型筒2和测试内筒3之间相互螺纹连接，连接牢靠且拆装方便。

较佳的，上述密封连接盘41的下端外边缘处设置为圆环形的第一台阶面，上述抬肩15的上端内边缘处设置为与上述第一台阶面匹配的第二台阶面，上述第一台阶面与上述第二台阶面密封抵接，该设计使得密封连接盘41与抬肩15之间连接更为紧密，稳定，气密性也较好，必要的时候还可在两个台阶面之间增设密封圈或涂抹油脂/石蜡等增强气密效果。

较佳的，上述压力检测器31由多个上下等间距间隔设置的压力传感器组成，上述测试内筒3的侧壁上设有多个与上述压力传感器一一对应的安装孔位，上述压力传感器分别安装在对应的安装孔位内，并密封对应的安装孔位，每个上述压力传感器均通过线路与上述数据处理终端连接，测试内筒3内部由于受到上部负压区(反循环)的影响，测试内筒3内的压力梯度必将发生变化，可由多个上下等间距间隔分布的压力传感器对不同高度位置处的压力值进行实时地动态检测，每个压力传感器可分别实现一个测点的压力值动态实时监测，确保(测试内筒3)内部压力测试的准确度。

上述实验过程中，为了便于压力传感器和拉力传感器的布线，在模拟井筒1的底壁上分别开有供所有的压力传感器及拉力传感器的线缆穿过的孔位，但需要说明的是，必须保证孔位处的密封性，可以填充密封材料处理,同时，为使得拉力检测器32和压力检测器31的线缆能够分别顺利地有对应的孔位向外伸出模拟井筒1外，还需在模拟井筒1的底部额外设置支架，以保证模拟井筒1的底部留出一定的空间高度。

一般的，测试内筒3的每个安装孔位均为螺纹孔，相应的每个压力传感器均螺纹安装在对应的螺纹孔处，拆装尤为方便。

较佳的，上述内喷射孔21的轴心线与上述反循环钻头内喷射孔模型筒2的轴心线之间形成夹角α，上述10°≤α≤80°，该角度设计合理，利于高压气体经模拟井筒1内部的上方腔体以及内喷射孔依次进入反循环钻头内喷射孔模型筒2后，在反循环钻头内喷射孔模型筒2下方局部形成负压，以便实验过程中对模拟岩心8的抽吸。

还包括高速摄像机9，上述高速摄像机9架设在上述模拟井筒1的一侧，用以拍摄并记录整个实验过程的实时动态，尤其是对反循环钻头内喷射孔模型筒2的内喷射孔21的局部流场进行科学、准确地测试。

整个实验系统的有益效果包括以下几点：

(1)通过模拟气动贯通式潜孔锤钻进时的工况条件，搭建用于在实验室内进行反循环钻头内喷射孔性能测试的实验装置，以实验测试的方法重点对反循环钻头内喷射孔模型筒2的内喷射孔21结构参数和布设方案进行优化研究。

(2)可根据实际需求，动态精确调节包括风压和风量在内的影响反循环钻头抽吸效果的工况参数条件，以满足不同工况条件下对反循环钻头抽吸效果进行实验测试的要求。

(3)可根据实际需求，很方便地更换不同的反循环钻头内喷射孔模型筒2，从而调整反循环钻头内喷射孔模型筒2的内喷射孔21的结构参数和布设方案，主要包括：内喷射孔21的直径、倾角α、数量、排列方式(交汇式、螺旋式、上下交错式、混合式等)、形状(圆形、三角形、方形等)，以满足对具有不同结构参数和布设方案内喷射孔21的反循环钻头的抽吸效果进行实验测试的要求。

(4)实验测试过程中，由反循环钻头内喷射孔模型筒2的内喷射孔21产生的抽吸效果可由两个指标进行综合评价：①由于抽吸作用使模拟岩心8沿中心通道上返时间接由拉力传感器测得的拉力值；②由于抽吸作用使测试内筒3内的压力发生变化，由安装在其侧壁上的多个个压力传感器测出的压力值(压力梯度)也可反映由内喷射孔21产生的抽吸效果。

(5)整个实验过程可由高速摄像机9实时动态拍摄并记录下来，后期可通过高清视频录像回放对感兴趣的研究内容进行重点研究。

(6)实验过程中可由粒子图像测速仪(PIV)或多普勒测速仪对内喷射孔21局部的流场情况进行科学、准确的测试与显示。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，其特征在于：包括喷射孔性能测试器、空气压缩装置(5)、数据处理终端(6)和流场测试仪(7)；

所述喷射孔性能测试器包括模拟井筒(1)、反循环钻头内喷射孔模型筒(2)和测试内筒(3)；

所述模拟井筒(1)为竖直设置的透明的圆筒，其上端同轴设有连通其内部的模拟排渣管(13)；

所述反循环钻头内喷射孔模型筒(2)为竖直设置在所述模拟井筒(1)内的透明的圆筒，其上下端均开口，其侧壁上设有多个内喷射孔(21)，所述内喷射孔(21)由外向内斜向上倾斜设置；

所述反循环钻头内喷射孔模型筒(2)上端与所述模拟排渣管(13)密封连接并连通；

所述测试内筒(3)为竖直固定在所述模拟井筒(1)的内部底壁上的透明的圆筒，并位于所述反循环钻头内喷射孔模型筒(2)的下方；

所述测试内筒(3)的上端开口并通过连接机构(4)与所述反循环钻头内喷射孔模型筒(2)的下端密封连接并连通，所述连接机构(4)将所述模拟井筒(1)内部分隔成上下相互独立的腔体；

所述模拟井筒(1)侧壁上设有与所述模拟井筒(1)上方的腔体连通的进气管(14)，所述空气压缩装置(5)的输出端与所述进气管(14)连通；

所述测试内筒(3)的侧壁上设有至少一组用以检测其内部压力的压力检测器(31)，所述压力检测器(31)与所述数据处理终端(6)电连接；

所述测试内筒(3)的内部底壁上设有与所述数据处理终端(6)电连接的拉力检测器(32)；

所述测试内筒(3)内部设有与所述拉力检测器(32)连接的模拟岩心(8)；

所述流场测试仪(7)设置在所述模拟井筒(1)一侧，并与所述数据处理终端(6)电连接，用以在实验过程中测试所述喷射孔性能测试器内部的流场情况并将信息传输至数据处理终端(6)。

2.根据权利要求1所述的一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，其特征在于：所述模拟井筒(1)包括透明的筒体(11)和盖板(12)；所述筒体(11)上端开口，其开口端设有圆环形的法兰盘(111)，所述盖板(12)为圆形，并密封安装在所述法兰盘(111)的上端，并遮盖住所述筒体(11)的开口端，所述盖板(12)的中部设有上下贯穿其的所述模拟排渣管(13)。

3.根据权利要求2所述的一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，其特征在于：所述反循环钻头内喷射孔模型筒(2)的上端同轴设有圆环形的螺纹连接部，所述模拟排渣管(13)的下端内壁上设有内螺纹，所述反循环钻头内喷射孔模型筒(2)上端的螺纹连接部伸入所述模拟排渣管(13)的下端内部，并与所述模拟排渣管(13)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，其特征在于：所述连接机构(4)包括密封连接盘(41)和连接管(42)，所述密封连接盘(41)为圆盘状，所述模拟井筒(1)内壁上对应所述密封连接盘(41)的位置设有圆环形的抬肩(15)，所述密封连接盘(41)与所述抬肩(15)密封抵接，所述连接管(42)与所述密封连接盘(41)同轴设置，并上下贯穿所述密封连接盘(41)，所述连接管(42)的上端与所述反循环钻头内喷射孔模型筒(2)的下端连接并连通，所述连接管(42)的下端与所述测试内筒(3)的上端连接并连通。

5.根据权利要求4所述的一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，其特征在于：所述连接管(42)的上端及下端外周上分别设有外螺纹，所述反循环钻头内喷射孔模型筒(2)的下端内壁以及所述测试内筒(3)的上端内壁上分别设有内螺纹，所述连接管(42)的上下端分别伸入所述反循环钻头内喷射孔模型筒(2)的下端和所述测试内筒(3)的上端内部，并分别与所述反循环钻头内喷射孔模型筒(2)和所述测试内筒(3)螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，其特征在于：所述密封连接盘(41)的下端外边缘处设置为圆环形的第一台阶面，所述抬肩(15)的上端内边缘处设置为与所述第一台阶面匹配的第二台阶面，所述第一台阶面与所述第二台阶面密封抵接。

7.根据权利要求1所述的一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，其特征在于：所述压力检测器(31)由多个上下等间距间隔设置的压力传感器组成，所述测试内筒(3)的侧壁上设有多个与所述压力传感器一一对应的安装孔位，所述压力传感器分别安装在对应的安装孔位内，并密封对应的安装孔位，每个所述压力传感器均通过线路与所述数据处理终端(6)连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，其特征在于：所述内喷射孔(21)的轴心线与所述反循环钻头内喷射孔模型筒(2)的轴心线之间形成夹角α，所述10°≤α≤80°。

9.根据权利要求1至7任一项所述的一种气动贯通式潜孔锤反循环钻头内喷射孔测试实验装置，其特征在于：还包括高速摄像机(9)，所述高速摄像机(9)架设在所述模拟井筒(1)的一侧，用以拍摄并记录整个实验过程的实时动态。