【摘 要】
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水力喷射压裂是融合水力喷射射孔与水力压裂两种技术而产生的一种新技术,在对油井的增产改造中具有明显优势。井下水力喷射压裂工具是水力喷射压裂施工中的重要工具,对其内外
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水力喷射压裂是融合水力喷射射孔与水力压裂两种技术而产生的一种新技术,在对油井的增产改造中具有明显优势。井下水力喷射压裂工具是水力喷射压裂施工中的重要工具,对其内外流场射流特性的研究是必要的。实际应用中,喷射压裂工具存在着易磨损寿命短的问题,这严重影响了水力喷射压裂技术的进一步推广应用,因此对喷射工具的磨损现象的探索有积极意义。本文使用计算流体力学软件ANSYS CFX对水力喷射压裂工具喷射器进行了数值仿真研究,比较了喷射器喷嘴不同分布方式对流场的影响。对喷嘴的磨损现象进行了机理分析,使用显式动力有限元分析程序ANSYS/LS-DYNA对砂粒冲击喷嘴的现象进行了仿真模拟,分析了砂粒冲击对喷嘴寿命的影响。本文的研究主要取得了以下成果：(1)对水力喷射压裂技术进行了机理分析。(2)对喷射器的内外流场进行三维数值模拟,得到了喷射器内外流场特性。(3)通过对喷射工具内流场的数值模拟,比较了不同喷嘴位置、多喷嘴不同分布方式对射流的影响,提出了喷射工具结构优化的方案。(4)对喷嘴的磨损进行了机理分析。(5)通过对砂粒—喷嘴碰撞模型的应力有限元分析,指出了影响喷嘴使用寿命的因素,为优化喷嘴结构提供依据。
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