氣體保護(hù)射流特性及破巖實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、氣體保護(hù)水射流是上世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到建筑上高壓旋噴注漿過(guò)程中，本文在對(duì)氣體保護(hù)水射流充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，進(jìn)行其數(shù)值模擬和破巖實(shí)驗(yàn)研究，將其應(yīng)用到石油行業(yè)微小井眼水力鉆頭中。 數(shù)值模擬采用k-ε標(biāo)準(zhǔn)模型和Mixture多相流控制方程，結(jié)果表明保護(hù)氣體能夠減少射流摩阻和能量損失，顯著提高射流的有效噴距；射流等速核長(zhǎng)度隨著保護(hù)氣體速度的增加而增長(zhǎng)，常壓淹沒(méi)條件下氣體速度到180m/s時(shí)等速核長(zhǎng)度基本達(dá)到

2、穩(wěn)定值，等速核的長(zhǎng)度約為(13～14)D0，比常規(guī)淹沒(méi)射流能夠提高等速核長(zhǎng)度1.5～1.7倍，圍壓下氣體的保護(hù)能力稍有降低；常壓和圍壓淹沒(méi)條件下氣體保護(hù)射流都具有自相似性。破巖實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氣體保護(hù)射流的破巖情況與非淹沒(méi)射流的十分類(lèi)似，破巖體積并不存在最優(yōu)噴距，尤其在空化影響不明顯時(shí)，比常規(guī)射流有更好的破巖效果。 通氣壓力和圍壓之間的壓差控制在0.5MPa～1.0MPa之間比較合適。設(shè)計(jì)了氣體保護(hù)射流水力鉆頭，使用間隙密封和O型圈密封