超临界二氧化碳射流中的颗粒跟随及影响因素

摘要：

超临界二氧化碳射流具有破岩速度高、门限压力低等优势,加入磨料颗粒形成超临界二氧化碳磨料射流,将取得更高的冲蚀切割效率.为研究超临界二氧化碳磨料射流可行性,采用数值模拟方法,对比分析了单个颗粒在超临界二氧化碳等流体射流中的运动特征,揭示了流体温度、磨料粒径对颗粒跟随运动的影响规律.结果表明,与相同条件下在水与压裂液射流中相比,磨料颗粒在超临界二氧化碳射流中运动规律相似,但初始滑脱速度较大、跟随能力较弱,获得的喷射速度与撞击靶件壁面速度较高,表明超临界二氧化碳具有良好的颗粒携带能力;流体温度升高、磨料粒径增大均会使颗粒滑脱速度增大、削弱跟随运动效率,但同时也降低了喷嘴外流场中颗粒所受运动阻力,显著提高了喷射速度与撞击壁面速度.由此可知,对于石英、陶粒等常用磨料材质,在常规储层温度(60～140℃)与粒径范围(20～70目)内,超临界二氧化碳磨料射流可有效形成并进行高效冲蚀切割作业.

关键词：超临界二氧化碳、射流、单个颗粒、跟随、影响因素

所属期刊栏目：38

分类号：TE357.1(油气田开发与开采)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973项目2014CB239203;国家自然科学基金国际合作项目51210006;国家自然科学基金石油化工联合基金重点项目U1562212

在线出版日期：2017-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：475-484