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中国安全科学学报

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旋转射流破岩钻孔机理研究

王瑞和,周卫东,沈忠厚,杨永印   

  1. 石油大学(华东)高压水射流研究中心
  • 出版日期:2014-06-20 发布日期:2016-07-15

Study on Mechanism of Rock-Breaking by Swirling Water Jet

  • Online:2014-06-20 Published:2016-07-15

摘要: 综合利用实验方法和数值模拟技术,研究了旋转射流的结构特性及井底流场分布,证明了旋转射流具有三维速度,且其速度最高部分,集中在离开射流轴心一定半径的一环形区域上,射流呈扩散状,其冲击面积随喷距的增大而大幅度增加.旋转射流破岩钻孔的机理不同于普通圆射流,它以剪切破碎为主,伴以冲蚀、拉伸破坏和磨削等多种形式,因而具有很高的破岩效率.破岩首先从对应着射流能量最高的环形区域开始,并逐步向内、外扩展,形成凸锥状的孔底.研究表明旋转射流在破岩钻长连续孔眼方面具有极大的优势.

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