自振脉冲喷嘴中异形结构对射流振荡频率的影响

为了提高射流的利用率,通过改变下喷嘴出口形状来增强脉冲射流打击力。基于流体力学和水声学理论,推导出自振脉冲射流振荡频率模型,并采用压力传感器测量喷嘴振荡腔内压力,对自振脉冲喷嘴进行非淹没工况试验研究,对比分析了同等当量面积的圆形和方形喷嘴振荡频率与腔内压力峰值的变化规律。结果表明,两种喷嘴的振荡频率均随腔长增大而减小,随泵压上升而升高;腔内射流压力峰值随腔长的增大呈现先减小后增大的趋势,并且存在一个最佳腔长(约为4.5 mm)。此外,方形喷嘴腔内的射流压力峰值比圆形喷嘴提高约20%。     

自激振荡脉冲射流提高PDC钻头机械钻速实践

利用自激振荡脉冲射流原理,设计了脉冲射流喷嘴,应用于PDC石油钻头中,经过不同地域、不同地层、不同直径的实践应用表明,新型自激振荡脉冲射流PDC石油钻头与普通PDC钻头相比,机械钻速提高10%~30%;钻头寿命大幅度提高;破碎岩屑颗粒粒径增大2~4倍,扩大了勘探油井PDC钻头使用范围;有效地防止了钻头"泥包"等。     

自激振荡脉冲射流喷嘴雾化特性试验研究

试验采用了SD150测试系统和数码摄像技术,对自激振荡脉冲射流和连续射流的时域和频域特性进行了分析。研究了雾化锥角、雾化距离及雾化粒度与泵压的变化规律。试验结果表明,泵压升高,雾化锥角和雾化距离增大,雾化粒度减少。与连续射流相比,脉冲射流的雾化质量更高。     

旋转磨料射流钻孔装置的研究

针对目前"干式"钻孔的问题,提出并研制了旋转磨料射流钻孔装置。它能有效提高钻孔速度,降低钻孔过程中出现的着火、喷火等现象的几率,降低煤尘浓度,从而改善工人的工作环境,解决"干式"钻孔出现的问题。     

非淹没射流条件下自激振荡脉冲射流喷嘴试验研究

自激振荡脉冲射流是一种利用流体动力学、水力学、流体共振和液体弹性的原理而发展起来的一种新型高效脉冲射流。它不需要激振源,无运动件的密封,而是依靠喷嘴的自身结构特性（自激振荡腔室和特殊的边界条件）,使通过喷嘴的射流变为自激振荡脉冲射流。应用该理论研制出石油钻井用自激振荡脉冲射流喷嘴,在不需要任何辅助装置的条件下,直接放在现行钻头的水眼内,大大提高了钻井速度。中原、四川、大庆、塔里木等8个油田试验的统计资料表明,在相同条件下脉冲喷嘴钻头与普通喷嘴钻头相比,机械钻速可提高33．5％～70％,单只钻头进尺提高6．7％～44．1％。采用自激振荡脉冲射流喷嘴钻头是提高机械钻速的有效方法之一。     

旋流磨料射流喷嘴磨损机理研究

从喷嘴的材质特性、磨料的特性、射流工作参数、加旋元件结构等方面对旋流磨料射流喷嘴磨损机理进行了分析和研究。结果表明:由于加旋元件的存在,不仅使射流结构带来质的变化,而且会给喷嘴的寿命带来影响。     

磨料水射流切割钢丝胶管的研究

对井下常用零件-钢丝胶管的切割做了一些实验研究,实验采用前混合磨料射流进行切割,由于磨料水射流具有切割时无味、无气体产生、无火花、加工安全、振动小、噪声低等优点,使其有可能成为煤矿井下危险环境安全切割的适用技术。试验探讨了射流压力、磨料流量、喷射靶距和横移速度对切割深度的影响。     

矿用前混合磨料水射流喷嘴设计

对前混合磨料水射流喷嘴进行了研究,应用流体力学理论对喷嘴内磨料粒子的加速机理进行了分析,根据理论分析,设计了2种矿用前混合磨料水射流切割设备上使用的喷嘴,对2种不同几何形状、不同几何参数的喷嘴进行了切割试验,切割试验表明设计的喷嘴达到预期效果,根据理论分析和试验结果综合考虑切割质量、加工成本、使用寿命等因素,确定了井下安全切割磨料水射流设备用喷嘴内径为0.8 mm,圆柱段长度为6 mm,内锥面锥角略小于30°。     

便携式磨料射流切割装置的设计与应用

便携式磨料射流切割装置是在前混合磨料射流技术的基础上,对原有的固定式磨料射流进行改进,形成了一种便携式的切割装置,该装置作业灵活、实用性强,尤其适合野外和井下等场合的切割作业。主要研究了便携式磨料射流切割装置的整体和磨料射流发生装置的设计,确定了相关参数,并对该装置的工作原理和主要特点做了相关阐述。     

磨料射流钻割一体钻头研制及切割特性研究

详细说明了磨料射流钻割一体压控钻头结构组成及其工作过程,介绍了高压磨料射流切割煤岩原理,通过试验,总结分析了磨料硬度、磨料粒径以及磨料流量对钻头切割性能的影响。     

煤矿井下用磨料水射流切割装置设计及试验研究

分析了前混合式磨料水射流切割技术在煤矿井下使用的安全性,设计研制了煤矿井下使用的轻便式水射流切割系统,在现场开展了切割支护锚杆锁具,诱导顶板冒落的试验研究。结果表明,磨料水射流切割材料安全性好,研制的装备使用可靠,达到了安全诱导放顶的效果,为煤矿坚硬顶板放顶提供了新的技术途径和方法。     

淹没磨料水射流对花岗岩的冲蚀研究

为了探求水下破岩方法, 并最大限度提高大口径喷嘴用于水下破岩的效果, 利用磨料水射流系统, 结合淹没实验装置及其横向进给机构, 研究了靶距、压力、进给速度和磨料粒度等因素对花岗岩的冲蚀性能的影响。     

煤矿井下磨料水射流切割机的应用及发展趋势

阐述了磨料水射流切割机在煤矿井下复杂环境用于切割作业的必要性和可行性,同时介绍了部分煤矿井下水射流切割装备,概述了我国的研究现状。指出该技术领域未来的发展要求。     

前混和磨料水射流切割安全放顶研究

通过对前混合式磨料水射流切割的切割能力及在不同瓦斯条件下的切割安全性进行分析,认为利用前混合式磨料水射流切割技术可以解决目前坚硬及锚杆、锚索等支护顶板放顶难的问题。设计并建立了前混合式磨料水射流切割实验系统及实验方案,分析了切割能力的影响因素。