径向水平钻孔直旋混合射流喷嘴流场特性分析

• 作者: 廖华林 李敬彬 李根生 牛继磊
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 直旋混合射流 冲击流场 径向水平井 RNGk-ε湍流模型
• 年，卷（期）: 2012,（11）
• 页码范围: 1895-1900
• 分类号: P618.11|TE243
• 语种: 中文

摘要

为解决高压水射流径向水平钻孔时孔径和孔深相互矛盾的问题,设计了一种兼具直射流和旋转射流特点的直旋混合射流喷嘴。运用数值模拟方法,采用RNG k-ε湍流模型对所设计喷嘴的内外流场进行了三维流动特性分析,运用高速摄影对射流结构和破岩特征进行了对比。结果表明,直旋混合射流喷嘴所形成的射流具有直射流和旋转射流特征,比锥形直射流喷嘴扩孔能力强、比旋转射流喷嘴钻孔深度大。直旋混合射流的轴向速度与直射流相比不存在等速核,与旋转射流相比轴心速度高,能够形成一定的钻孔深度,不会形成孔底锥起;切向速度沿喷嘴径向呈现＂M＂型分布,能形成较大的孔径;径向速度呈轴对称分布,存在明显的漫流层,有助于岩屑的脱离。流场特性模拟结果与实际破岩钻孔特征基本一致。