水力喷砂压裂工具关键部件的仿真研究

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1、西安石油大学硕士学位论文水力喷砂压裂工具关键部件的仿真研究姓名：范薇申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：张光伟20100520中文摘要论文题目：水力喷砂压裂I具关键部件的仿真研究翥士萎掣裂豁扛硕士生：范薇(签名)I型筮＆指导教师：张光伟(签名)j季0雎摘要水力喷砂压裂结合了水力喷砂射孔和水力压裂的优点，对于低渗、特低渗和薄储层等地层，具有明显的增产效果。喷嘴是水力喷砂压裂技术所使用的关键部件，对喷嘴内外部射流特性的研究尤为重要。本文采用了数值模拟的方法，使用CFD软件ANSYSCFX对水力喷砂压裂工具中喷射器的关键部件一

2、喷嘴进行了仿真研究，并用VB编制了应用软件“水力喷砂压裂喷射器喷嘴的结构参数设计"。本文的研究主要取得了以下成果：(1)理论上分析了水力喷砂压裂的原理、工艺步骤和影响因素。(2)优选出水力喷砂压裂工具所使用喷嘴的流道形状和几何尺寸，得出最佳的喷嘴结构参数。(3)针对锥直型喷嘴进行了数值模拟仿真，得到了喷嘴内外砂和水的运动规律，分析了围压和压差对水射流的影响。根据射流的自模性得到喷嘴外水的速度和压力分布规律，并根据仿真结果得出拟合公式。(4)根据理论公式和拟合公式研制了“水力喷砂压裂喷射器喷嘴的结构参数设计"软件，研制的软件可以指导水力喷

3、砂压裂施工。关键词：水力喷砂压裂喷嘴结构数值模拟优化设计应用软件论文类型：应用研究Ⅱ英文摘要Subject：SimulationStudyonKeyPartofHydrajetFracturingToolSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomationName：FanWei(signatIlre)E瑟竺选圣Instructor：ZhangGuangwei(signature)ABSTRACTHydrajetfracturingcombinetheadvantagesofhydraulicje

4、ttingandhydraulicfracturing，whichhaspositiveeffectonincreasingproductionoflowpermeabilityandthinreservoir．Nozzleisakeypartofhydrajetfracturingtool，itisnecessarytostudyjctperformanceoninsideandoutsideofnozzle．Thispaperusenumericalsimulationmethod，carryOutsimulationstudywh

5、ichuseCFDsoftwareANSYSCFX，onkeypartofjetcontainedinhydrajetfracturingtool-nozzle．Compilingapplicationsoftware‘‘designfornozzle’Sstructuralparametercontainedinhydrajetfracturingjet'’whichisusedVB．Theresearchesonthispapermainlyhaveresultsasfollow：(1)Usingtheoreticalmethodt

6、oanalyzetheprincipleofhydrajetfracturing，it’Soperationstepsandaffectingfactor．(2)Choosingflowpathshapeandgeometryofnozzleusedinhydrajetfracturingtool，gettingoptimumstructuralparameterofnozzle．(3)Carryoutnumericalsimulationmethodontapernozzle．Getmovingruleofsandandwaterwh

7、ichcontainedininsideandoutsideofnozzle，analyzingtheconfiningpressureandpressuredifferenceeffectonstreamline．Accordingtosimilarityofjet，getwater’Sdistributiveruleaboutvelocityandpressurewhichcontainedinoutsideofnozzle．Finally,getfittingformulawhichreferenceresultsofsimula

8、tion．(4)Compiling“designfornozzle’Sstructuralparametercontainedinhydrajetfracturingjet'’accordingtotheo