非开挖水平定向钻喷射式反循环扩孔器设计及其排屑性能试验

李信杰，董 顺，李志杰，曾 聪，马保松，闫雪峰*

(1.中国地质大学(武汉)工程学院，武汉 430074；2.中山大学土木工程学院，珠海 519082)

水平定向钻进是采用安装于地表的钻孔设备，以相对于地面较小的入射角钻入地层形成先导孔，然后将先导孔扩径至所需大小并铺设管道(线)的一项技术，在施工中具有跟踪和导向功能[1-2]。近年来，在西气东输二线、川气东送等国家重点管道建设工程中，大口径管道施工逐渐增多，水平定向钻技术被广泛地用于大口径管道敷设工程。随着铺设管道直径增加，水平定向钻钻孔直径增大，环空泥浆流速显著降低：当钻孔直径超过1 000 mm时，环空泥浆平均流速为0.01～0.02 m/s[3]。在低环空泥浆流速条件下，扩孔产生的岩屑容易沉积在钻孔底部形成岩屑床，严重限制了岩屑运移效率。孔内岩屑堆积可能造成钻杆因扭矩过大而断裂、管道因回拖力过大而被破坏等事故，严重影响工期，增加施工成本[4]。

按照钻进系统中泥浆循环路径不同，可将水平定向钻工艺分为正循环和反循环两种。区别于传统正循环方式，水平定向钻反循环工艺可令泥浆携带岩屑从钻孔环空进入钻杆，并经钻杆内部运移返回地表。由于泥浆岩屑混合物在小直径钻杆内更容易获得高流速，因此可以有效降低岩屑沉积成床的风险，从而解决大直径水平定向钻进扩孔时排屑效率低的问题[5]。反循环技术按其形成方式不同可以分为泵吸反循环、气举反循环和射流反循环三种，目前已成功应用于石油钻井、水文水井钻探、岩心钻探及桩基工程等领域，并产生了良好的经济效益[6-8]。但由于水平定向钻工艺与传统钻探、桩基施工工艺存在较大区别，现有反循环理论与装备不能直接应用于水平定向钻扩孔施工中。目前，中外学者对水平定向钻扩孔反循环工艺仅有少量研究。

刘强等[9-10]通过理论分析将正、反循环所需泥浆泵量进行了对比，并首次采用泵吸反循环技术清理岩石地层水平定向钻扩孔岩屑。杨国发[11]用清水进行了射流反循环洗孔作业。Wei等[12]对水平定向钻进(horizontal directional drilling,HDD)泵吸反循环原理进行了探讨，并对反循环工艺流程及钻具结构原理进行了描述。作者所在课题组团队将水平定向钻扩孔技术与反循环结合，提出了水平定向钻反循环扩孔工艺，孔耀祖[13]、马保松等[14]设计了多种反循环扩孔器。尹虎等[15]开展了气井溢流反循环压井理论与应用研究，推导出了防止气窜的最初压井排量以及反循环压井过程中循环压力和立管压力变化的数学模型，并编制计算程序。彭彬等[16]以配套设备、工艺流程为切入点，分析了气举反循环技术与石油钻井技术的差异性，优化了配套设备，设计了正反循环切换系统，为该技术成功应用于石油钻井领域提供技术支撑。陈云望[17]创新性提出将螺旋流引入反循环钻头结构中，结合反循环钻头结构特点，设计了新型的螺旋流引射式反循环钻头(螺旋钻头)，利用螺旋流的强大抽吸力提高钻头反循环效果。孙伟亮[18]对射流泵的结构参数进行设计和优化，开展了水下开挖中反循环排渣用射流泵的性能研究。陈宗涛等[19]运用计算流体动力学(computational fluid dynamics，CFD)分析技术，对泵吸式局部反循环取心钻具关键部件进行研究。尚宝兵等[20]针对渤海Q油田低产井，开展反循环射流泵举升技术研究，实现了低产液量下的正常生产。杨虎伟[21]针对煤矿井下大直径钻孔扩孔施工问题，研制了空气反循环钻进用双壁钻具。范大友[22]和赵齐[23]开展了冰层空气反循环钻进旋流式钻头、钻具设计及试验研究。唐胜利等[24]采用数值模拟软件对PDC反循环取心钻头局部流场进行了数值模拟，分析了PDC取心钻头不同数量底喷孔和内喷孔组合对流量分配的影响规律，由现场试验进行了验证。张辉等[25]开展了双壁钻杆反循环系统新型井下封阻导流器冲蚀与强度研究，针对高流速、大循环压差的工作环境，设计了一种同一本体不同井眼的井下封阻器。

Huerstel等[26]对反循环钻进技术在地下水监测井施工中的应用进行了研究，设计了反循环大直径螺纹钻杆，改进了JED-A钻头等配套设备，并将其成功应用于Tucson Basin的地下水监测井施工。Wang 等[27]将中心取样反循环钻进技术应用于冰川取芯钻进，并在气体流速不低于22.5 m/s、压力为2.3～2.6 MPa时取得直径60 mm、长200 mm的冰芯。Cao等[28]基于流体力学理论对反循环中心取样冰川钻进的钻进参数进行了研究，建立了最小注气压力及流速与钻进速度、冰芯直径及长度等参数间的数学关系，并通过模型试验对其进行了验证。Kumar等[29]为了提高水平井岩屑运移效率，解决水平井岩屑堆积问题首次提出了连续油管反循环清渣技术。Li等[30]等设计了连续油管反循环清渣装置，探究了连续油管的最优回拖速度与钻井液泵量、岩屑床高度及连续油管偏心程度间的关系，从而给出了不同工况下连续油管的最优回拖速度。Bo等[31]使用反循环潜孔锤钻进行复杂地层的地质岩心勘探，平均钻探效率提高了64%。Gan等[32]创新地设计了用于石油和天然气的大直径反循环钻头，在野外勘探进行钻探测试平均钻进速度达到4.5 m/h。德国Herrenknecht公司设计了钻孔射流泵，其可与全断面回扩器配合适用以提高岩屑运移效率或单独用于钻孔清洗[33]。Cao等[28,34-35]开展了一系列空气反循环冰芯钻进理论与试验研究，包括钻头结构参数正交试验、注气参数理论计算与试验以及冰芯的气动输送研究等。Hu等[36]同样开展了冰芯钻孔中孔底的空气反向循环相关研究。Li等[37]开展了反循环定向钻井中钻杆的冲蚀规律研究。Zhang等[38]开展了反向循环潜孔气锤钻进大直径空气反向循环钻头的设计与数值分析研究。Wang等[39]开展了基于计算流体动力学的气体反循环井冲洗设备中的流体模拟研究。Kong等[40]开展了双钻杆反循环水平定向钻携屑模拟与实验研究。Han等[41-42]开展了煤层钻进过程中气体反循环压降特性以及岩屑清除的CFD-DEM模拟研究。

鉴于以上分析可知，中外在反循环钻进等方面开展了一些研究，并取得了一定的成果。然而，关于反循环钻进技术在水平定向钻领域的理论与应用研究非常少，水平定向钻反循环扩孔工艺的形成仍存在许多关键问题尚未解决，现有反循环钻进技术与理论主要针对于石油钻井、水文水井钻探、岩心钻探及桩基工程等领域，而这些应用领域与水平定向钻扩孔施工在钻具组合及施工工艺上存在本质差异。为将反循环技术应用于水平定向钻扩孔施工，解决传统正循环排渣难题，现基于射流泵原理设计一种水平定向钻用反循环扩孔器，并对其排屑性能进行试验研究。

1 喷射式反循环扩孔器

水平定向钻反循环扩孔器主体由射流泵的基本结构演变而来。射流泵的基本结构如图1所示，主要由喷嘴、吸入室、喉管、扩散管组成。其工作原理是利用高压喷射流体从喷嘴高速喷出后在吸入室内形成低压区域[43]，从而将周围流体吸入并在喉管内进行动量和能量交换后，在扩散管内逐渐形成均匀的混合液体[44-45]。

1为喷嘴；2为吸入室；3为喉管；4为扩散管；A为工作流体；B为被吸流体；C为混合流体

考虑到水平定向钻扩孔施工过程中扩孔器前后均连接有钻杆，可以成为射流泵工作流体A和混合流体C的流动通道，因此，重点针对扩孔器内部结构进行设计，最终形成如图2所示的喷射式反循环扩孔器。该反循环扩孔器主要由牙轮1、吸渣孔2、吸入室3、喷嘴4、喉管5及扩散管6组成。牙轮1沿圆周均匀布置，牙轮数量可依据扩孔直径及地层软硬程度适当选取；吸渣孔2位于牙轮下方，沿圆周均匀布置，其直径小于喉管直径，以避免岩屑在喉管内架桥堵塞，其目的在于为携带岩屑的吸入流体进入扩孔器内提供流动通道；吸入室3及喷嘴4沿扩孔器轴线布置，其目的在于使高压工作流体在喷嘴处高速射流，从而对吸入流体形成卷吸作用。喉管5及扩散管6沿扩孔器轴线布置，其目的在于使工作流体和携带岩屑的吸入流体在喉管5内充分混合并形成岩屑-泥浆混合介质，并在扩散管6内将岩屑-泥浆混合介质的部分动能转变为压能。

1为牙轮；2为吸渣孔；3为吸入室；4为喷嘴；5为喉管；6为扩散管

1.1 反循环扩孔器工作参数

液体射流泵的基本方程是研究射流泵压力、流量和几何尺寸之间的关系，其反映了泵内能量变化及主要部件对射流泵性能的影响，是射流泵设计的主要理论依据。中外学者对其进行了广泛研究，采用陆宏圻[43]所提出的基本性能方程作为反循环扩孔器射流元件工作参数计算的主要依据，该方程为

(1)

式(1)中：q为流量比；h为压头比；m为断面比；n=m/(m-1)；φ1、φ2、φ3、φ4分别为流速修正系数。

(2)

(3)

(4)

(5)

式中：H1为喷嘴前工作液体具有的比能，mH2O；H2为射流元件出口处液体具有的比能，mH2O；H3为吸入液体所具有的比能，mH2O；Q1为工作液体的流量，m3/h；Q2为吸入液体流量，m3/h；F1为喷嘴的断面积，m2；F2为混合室的断面积，m2；η为射流泵效率。

射流元件工作参数的计算通常是按照已知的工作流量和扬程，以及实际需要抽吸的流量和扬程来确定各元件的尺寸。陆宏圻[43]指出，射流元件所提供的压力比h、流量比q和面积比m应分别接近0.261、0.97、3.4。由于某项目需要，所设计射流泵H2 min=80 mH2O，出口流量需达127 m3/h，Q2 min=60 m3/h，则依据取流量比为q=0.97可计算吸入流量Q2为

(6)

得Q2>Q2 min，故流量比0.97满足要求；同理，取压力比h=0.261，则可计算工作水头H1(设计吸入口水头H3为0)为

(7)

现有钻机或配置泥浆泵所能提供的最大泥浆泵送压力需要大于该工作水头。

1.2 反循环扩孔器结构设计

(1)喷嘴及混合室断面积。

由于

(8)

式(8)中：φ为喷嘴流量系数，取0.95；F1为喷嘴的断面积，m2；g为重力加速度，9.8 m/s2。

故可得

(9)

F2=mF1

(10)

(11)

(12)

式中：d1为喷嘴直径；d2为混合管直径。

假设钻头切削产生的最大岩屑粒径为dmax，为避免岩屑在吸渣口处架桥堵塞，吸渣口直径设dh应该满足：dh≥3dmax。而混合管直径d2还需满足d2>dh。

(2)喷嘴与混合管间距。

喷嘴与混合管最优间距为

L1=(1～2)d1

(13)

(3)混合管形式及其长度。

混合管取圆柱形，其最优混合管长度为

L2=(5～7)d2

(14)

(4)扩散管长度以及扩散角。

扩散管长度计算公式为

(15)

式(15)中：d3为扩散管出口直径；θ为扩散角，一般取值为8°～10°。

(5)喷嘴长度。

喷嘴收缩角θ1一般取值20°～40°。喷嘴的另一端与压力水管相连接，已知压力水管管径为d4，则喷嘴长度计算公式为

(16)

(6)喷嘴出口长度。

依据文献[44]，喷嘴出口长度计算公式为

L5=0.25d1

(17)

2 排屑性能试验方案

2.1 试验背景

前期利用搭建完成的喷射式反循环扩孔器试验系统，通过室内试验进行了水平定向钻扩孔反循环流场试验，研究了喷射式反循环扩孔器的工作特性及汽蚀性能，并探究工作流体流量、环空流体压力及反循环扩孔器转动对其基本性能及汽蚀性能的影响。

2.2 试验条件及地点

为进一步探究所设计的反循环扩孔器的排屑性能，对自研制作的喷射式反循环扩孔器试验系统稍加改进后，形成水平定向钻反循环扩孔器排屑性能试验系统，在校非开挖工程实验室开展相关试验。

2.3 岩屑选型

为探究岩屑粒径对喷射式反循环扩孔器排屑性能的影响，选取了3种粒径的石英砂颗粒，其分别为0.5～1、1～2及2～4 mm，如图3所示。

图3 试验所用石英砂颗粒

2.4 泥浆

反循环扩孔施工过程中，除采用清水外，还可采用膨润土泥浆作为携岩介质。为探究泥浆黏度对反循环扩孔器排屑性能的影响，通过调节膨润土加量配制了两种不同马氏漏斗黏度的泥浆，其配方及基本性能参数如表1所示。

表1 试验用泥浆配方及主要性能参数

2.5 试验系统

水平定向钻反循环扩孔器排屑性能试验系统如图4、图5所示，主要由泥浆泵1和30、泥浆罐32、反循环扩孔器16、环空套筒17、进浆管路2、出浆管路28、环空补浆管路21、清屑管路25、驱动设备及测试元件等组成。环空套筒与进、出浆管路间采用机械密封件12和18实现动密封，并通过旋转接头6和19实现转动分离。

1、30为泥浆泵；2为进浆管路；3为电磁流量计；4为电机；5、13、20为数字压力表；6、19为旋转接头；7为减速器；8为霍尔传感器；9为从动链轮；10为传动链条；11为主动链轮；12、18为机械密封；14为岩屑添加漏斗；15、22、23、24、27、31为球阀；16为扩孔器；17为环空套筒；21为环空补浆管路；25为清屑管路；26、29为岩屑过滤器；28为出浆管路；32为泥浆罐

图5 试验系统实物图

其具体工作原理为：泥浆罐内的工作流体由泥浆泵1泵送至反循环扩孔器，并在反循环扩孔器的喷嘴处高速喷射从而卷吸试验管道内的流体与岩屑；工作流量由与泥浆泵1相连接的变频器及球阀24所控制，并由电磁流量计3所显示，其压力由数字压力表5所显示；泥浆泵30将泥浆罐内的流体通过环空补浆管路泵送至环空套筒内以维持环空套筒内的压力稳定；环空套筒内的压力由与泥浆泵30相连接的变频器以及球阀31所控制，并由安装于试验管道管顶的数字压力表13所显示；出浆管路的出口压力由球阀23所控制，其压力由数字压力表20所显示；出浆管路和清屑管路上有岩屑过滤器26和29通过快速接头与试验管路连接，用于收集过滤管路中的岩屑；电机4与变频器连接，经减速器7后通过传动链条10带动反循环扩孔器转动，其转动速度通过霍尔传感器8显示；试验结束后通过泥浆泵30将泥浆罐内的流体通过环空补浆管路泵送至环空套筒内通过清屑管路排空环空套筒内残余岩屑。

泥浆泵1为SG40-15-80型管道离心泵，为高扬程离心泵，其额定流量为15 m3/h，额定扬程为80 m，电机功率7.5 kW。泥浆泵30为ISG50-160型管道离心泵，为低扬程离心泵，其额定流量为12.5 m3/h，额定扬程为32 m，电机功率3 kW。变频器分别选用7.5 kW及3.5 kW的HBX型变频器，以对离心泵及电机功率进行无级调速。

本文试验所用反循环扩孔器结构尺寸如下：喷嘴直径d1为6 mm，喉管直径为d2为11 mm，喉嘴距L1为9 mm, 喉管长度L2为66 mm，扩散管长度L3为89 mm。反循环扩孔器采用金属3D打印技术加工制造(如图6所示)，材质为不锈钢，加工尺寸偏差为±0.15 mm，其两端通过螺纹与流体循环管路连接。

图6 3D打印加工的反循环扩孔器

前期通过室内试验研究了工作流量、吸入流体压力及扩孔器转速对该反循环扩孔器工作性能及汽蚀性能的影响，验证了该喷射式反循环扩孔器结构设计可行，工作流体在喷嘴处射流后在吸入室内形成低压区，并对吸入流体产生显著抽吸作用，反循环形成效果良好。试验表明工作流量和吸入流体压力对反循环扩孔器的基本性能无明显影响，但增加工作流量或减小吸入流体压力将减小反循环扩孔器的汽蚀流量比，增加汽蚀压力比，降低反循环扩孔器的抗汽蚀性能。

2.6 测试仪器

试验过程中流量的测量采用DN15-LDG型电磁流量计(如图7所示)，其最大测量流速为15 m/s，最小测量流速为0.3 m/s。

图7 试验用电磁流量计

试验采用MD-S260型数字压力表测量流体压力(如图8所示)。数字压力表通过螺纹连接分别安装于工作流体入口、试验管道管顶及混合流体出口处，其量程分别为0～1.6、0～0.4及0～0.4 MPa，测量精度均为1%，测量频率为2次/s。

图8 试验用数字压力表

2.7 试验流程

研究水平定向钻喷射式反循环扩孔器的排屑性能设计试验参数如表2所示。

表2 试验参数

开展水平定向钻喷射式反循环扩孔器的排屑性能试验具体步骤如下。

(1)打开进浆管路、出浆管路和环空补浆管路的球阀，关闭清屑管路球阀，将试验泥浆加入到泥浆罐。

(2)接通电源，启动泥浆泵1，观察管路系统中进浆管路电磁流量计和数字压力表示数，调节连接泥浆泵1的变频器以及进浆管路球阀以调节工作流体压力与流量，待各表示数稳定，做好示数记录。

(3)启动泥浆泵30，调节变频器控制泥浆泵30泵量使泥浆充满环空套筒。

(4)启动电机，调节连接电机的变频器以控制扩孔器转速至转速稳定。

(5)通过岩屑添加漏斗向环空套筒内添加岩屑，记录岩屑添加时间，岩屑添加完成后同时关闭泥浆泵1、岩屑添加漏斗下球阀和出浆管路球阀。

(6)打开清屑管路球阀，调节变频器增大泥浆泵30泵量以冲洗清除环空套筒内残余岩屑。

(7)关闭泥浆泵30，拆下管路中岩屑过滤器，取出岩屑烘干后称重记录。

(8)装上岩屑过滤器，重复上述步骤进行3次实验，最终计算各次排出岩屑质量平均值。

(9)依次调节控制变量(岩屑粒径、泥浆类型、岩屑添加速度和扩孔器转速)并完成试验，试验结束，切断电源。

3 试验结果分析

试验结果如表3所示，由表3可得出结论如下。

表3 试验结果

(1)当泥浆类型、扩孔器转速、岩屑添加速度和岩屑添加质量一定的情况下，岩屑排出效率随岩屑粒径的增大而降低。

(2)当扩孔器转速、岩屑添加速度、岩屑添加质量和岩屑粒径一定的情况下，分别使用清水、1号泥浆和2号泥浆时，岩屑排出效率逐渐升高。

(3)当泥浆类型、岩屑添加速度、岩屑添加质量和岩屑粒径一定的情况下，岩屑排出效率随扩孔器转速增大无明显变化规律。

(4)当泥浆类型、扩孔器转速和岩屑粒径一定的情况下，岩屑排出效率随岩屑添加速度和岩屑添加质量的增加而升高。

(5)在不考虑扩孔器凸起的牙轮结构的搅拌作用及扩孔器与孔壁贴合程度的条件下，扩孔器排屑效率较低。在清水条件下，岩屑添加速度50 g/s，岩屑添加质量1 000 g，保持转速40 r/min，2～4 mm粒径岩屑排出质量159 g，岩屑排出效率仅为7.95%；在2号泥浆条件下，岩屑添加速度150 g/s，岩屑添加质量3 000 g，保持转速40 r/min，1～2 mm粒径岩屑排出质量159 g，岩屑排出效率最大也仅为58.70%。

4 二次试验

以上试验结果表明，试验用水平定向钻喷射式反循环扩孔器的排屑效率较低，分析其原因是该实验中未考虑扩孔器凸起的牙轮结构的搅拌作用及扩孔器与孔壁贴合程度。

因此在二次试验中重新设计扩孔器外部结构，包括增加了模拟牙轮结构和与孔壁贴合两方面。沿扩孔器牙轮位置圆周均匀布置6个方钢短接用以模拟牙轮，尺寸为20 mm×20 mm×35 mm(长×宽×高)，并且在每个方钢短接的两侧粘贴毛刷用以尽可能实现牙轮结构与孔壁贴合，毛刷的均毛长度约为15 mm，如图9所示。

图9 扩孔器外部结构设计

重复初次实验的操作流程，二次试验的试验结果分别如图10和图11所示。

图10 岩屑排出效率-岩屑添加速度(固定转速40 r/min)

图11 岩屑排出效率-转速(固定岩屑添加速度100 g/s)

对比前后两次试验结果，可以发现：

(1)在相同试验条件下，当泥浆类型、岩屑添加速度、岩屑添加质量和岩屑粒径一定的情况下，岩屑排出效率随扩孔器转速增大无明显变化规律，而当使用清水作为工作流体时，扩孔器不旋转时获得最大的岩屑排出效率，说明单纯考虑反循环形成抽吸作用设计的扩孔器，实际排屑效率较低。

(2)重新设计的扩孔器可令其排屑效率提高一倍，且当泥浆类型、岩屑添加速度、岩屑添加质量和岩屑粒径一定的情况下，岩屑排出效率在扩孔器转速为40 r/min左右达到最大值，说明在凸起的牙轮结构搅拌作用和扩孔器与孔壁紧密贴合两方面因素对提高岩屑排除效率有积极影响，同时在特定范围内扩孔器转速与排屑效率呈正相关。

(3)重新设计的扩孔器排屑效率高，排屑性能好。在2号泥浆条件下，岩屑添加速度150 g/s，岩屑添加质量3 000 g，保持转速40 r/min，1～2 mm粒径岩屑排出效率最大可达73.15%。

5 结论

针对大直径水平定向钻扩孔施工中岩屑清理困难的问题，提出了水平定向钻反循环扩孔施工工艺，并依据射流泵原理设计了一种喷射式反循环扩孔器。通过对该反循环扩孔器进行排屑性能试验研究，主要得出以下结论。

(1)设计的喷射式反循环扩孔器，在试验条件范围内最大排屑效率可达73.15%，排屑效率高，具有很强的实用价值。

(2)试验表明，单纯考虑反循环形成抽吸作用设计的扩孔器，实际排屑效率较低；凸起的牙轮结构搅拌作用和扩孔器与孔壁紧密贴合两方面因素对提高岩屑排除效率有积极影响，同时在特定范围内扩孔器转速与排屑效率呈正相关；重新设计的扩孔器可令其排屑效率提高一倍，且当泥浆类型、岩屑添加速度、岩屑添加质量和岩屑粒径一定的情况下，岩屑排出效率在扩孔器转速为40 r/min左右达到最大值。

(3)当泥浆类型、扩孔器转速、岩屑添加速度和岩屑添加质量一定的情况下，岩屑粒径越大，排屑越困难，岩屑排出效率随岩屑粒径的增大而降低。

(4)当扩孔器转速、岩屑添加速度、岩屑添加质量和岩屑粒径一定的情况下，分别使用清水、1号泥浆(6%膨润土+0.2%Na2CO3+0.1%CMC)和2号泥浆(9%膨润土+0.2%Na2CO3+0.1%CMC)，岩屑排出效率逐渐升高，泥浆黏度和动切力越大，其携岩能力越强。

(5)因试验条件有限，岩屑添加速度和岩屑添加质量有限，岩屑排出效率并没有试验得出最大值。试验表明，在一定范围内，当泥浆类型、扩孔器转速和岩屑粒径一定的情况下，岩屑排出效率随岩屑添加速度和岩屑添加质量的增加而升高。

基于前期喷射式反循环扩孔器结构设计可行性室内验证试验的基础之上，通过排屑性能试验系统针对反循环扩孔器进行了排屑性能试验研究，获得了一些结论，但该研究尚存在改善之处：①试验所用扩孔器外部结构设计仍存在不足之处，其外部结构可考虑更加合理的一体化结构设计；②当泥浆类型、扩孔器转速和岩屑粒径一定的情况下，因试验条件有限，岩屑添加速度和岩屑添加质量有限，岩屑排出效率并没有试验得出最大值。

在接下来的研究中，可对整个试验系统进行进一步改进设计，优化方案，通过改进系统或者扩孔器设计，使得结果更加真实可靠，从而完善整个扩孔器设计、工作参数优选等。