基于SPH方法的组合射流破岩模拟研究

在利用组合射流开采页岩油气资源的过程中，射流参数的变化对组合射流破岩效果有着较大影响。为揭示参数变化对组合射流破岩能力的影响，利用光滑粒子流体动力学(SPH)方法构建组合射流冲蚀岩石的数值模型，通过模拟组合射流冲击岩体问题，并与已有结果进行对比，验证了所建模型的有效性。在此模型的基础上，研究了不同射流喷距、射流直径和射流轴向倾角下组合射流破岩的动态损伤过程。研究结果表明：随着射流喷距的增大，岩石破损坑纵截面面积先增大后减小，这说明喷距存在最佳值；射流直径的改变会直接影响岩石破损坑的形状，射流直径越大，岩石破损坑纵截面面积越大，破损坑底部的凸台越小；岩石表面破损坑径随着射流轴向倾角的增大而增大，但其纵截面面积变化较小。研究结果可为组合射流在喷射压裂作业中的应用提供理论支撑。