【摘 要】
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基于不稳定热传导方程,利用Matlab之Simulink仿真功能,计算分析了在不同地层钻进时负压脉冲在待破碎层岩石内的扩散规律和特点,发现在一个毫秒的负压持续时间内,矩形波和三角
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基于不稳定热传导方程,利用Matlab之Simulink仿真功能,计算分析了在不同地层钻进时负压脉冲在待破碎层岩石内的扩散规律和特点,发现在一个毫秒的负压持续时间内,矩形波和三角波相比能够使井底保持更高的负压值,有更好的提高机械钻速效果,适合于破岩的矩形波负压脉冲参数为:振动频率为50~100Hz,负压脉冲的持续时间为1~2毫秒,为负压脉冲射流调制器的设计提供了依据。通过变化流道结构参数,实验研究了钻头配合的喷嘴流道和调制器外部流道结构。在出口直径恒定条件下实验,结果表明:对于锥形喷嘴,收缩角越大,负压脉动强度衰减越严重;对于梯形喷嘴,进出口直径比增大,负压脉动衰减变小。利用中围压实验架进行负压脉冲射流辅助钻进模拟实验,得出了负压脉冲辅助破岩钻进速度随着脉动负压值的增加而增大;随着围压的升高钻速提高的幅度先增大后缓慢减小等重要结论,负压脉冲射流辅助钻进可以显著提高钻速,有着广阔的应用前景。
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