水力噴砂射孔噴嘴的優(yōu)化設(shè)計及實驗研究.pdf_第1頁
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1、水力噴砂射孔噴嘴的優(yōu)化設(shè)計及實驗研究重慶大學碩士學位論文(學術(shù)學位)學生姓名:歐陽夢迪指導(dǎo)教師:盧義玉教授專業(yè):采礦工程學科門類:工學重慶大學資源及環(huán)境科學學院二O一四年四月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要水力噴砂射孔技術(shù)是提高低滲透氣藏采收率的有效措施,該技術(shù)的核心工具之一就是噴嘴。然而,目前現(xiàn)場常用的圓錐形噴嘴能量轉(zhuǎn)化效率低,導(dǎo)致射孔穿透深度較短,影響了該技術(shù)的施工效果。因此,設(shè)計出一種高效的新型噴嘴對發(fā)展水力噴砂射孔技術(shù)具有很重

2、大的意義。本文采用理論結(jié)合實驗的方法,根據(jù)工程流體力學和水射流理論,通過數(shù)值模擬研究了應(yīng)用于氣井5寸套管水力噴砂射孔常用噴嘴(其總長為23mm、出口直徑為4.5mm)的能量損失,改進了常用噴嘴的結(jié)構(gòu),提出了一種新型噴嘴結(jié)構(gòu)模型,并對其結(jié)構(gòu)進行了參數(shù)優(yōu)化設(shè)計和性能評價。主要研究成果如下:①通過數(shù)值模擬,研究了常用噴嘴入口能量損失,發(fā)現(xiàn)受離心力和二次流動作用的影響,常用噴嘴入口能量損失很大,這種損失主要是由局部能量損失造成。并根據(jù)工程流體力

3、學理論,建立了噴嘴入口局部能量損失方程;②根據(jù)工程流體力學和水射流理論,對常用噴嘴入口處的結(jié)構(gòu)進行了改進,提出一種增加了過渡段的新型噴嘴結(jié)構(gòu)模型。由理論分析可知,新型噴嘴入口局部能量損失較低,性能較優(yōu);③利用Fluent軟件對新型噴嘴過渡段結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化,通過流量系數(shù)測試實驗以及噴嘴出口射流速度場測試實驗,研究了過渡段長度和過渡段倒角角度對新型噴嘴性能的影響,當過渡段長度為2mm、過渡段倒角為45時,新型噴嘴性能最優(yōu),其出口射流速度最高

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