水平孔某型喷反装置的结构优化实验.pdf

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1、第38卷第2期煤田地质与勘探Vo1，38NO，22010年4月C0ALGE0L0GY＆E)aPIoR棚0NApr．2010文章编号：1001-1986(2010)02-0071-05水平孑L某型喷反装置的结构优化实验黄华元，冯晓，马春林，丁伯成f西北核技术研究所，陕西西安710024)摘要：通过类比相关喷反机具设计，设计并制造了某型喷反装置模型。之后进行了结构优化实验研究，得到了一系列适于现场工况的喷反装置关键器件优化组合，并认识到该类喷反装置中，喉管喷嘴组合模式对吸水效率的影响最大，而流量参数m、间距对吸水效率的影响较小

2、；喷嘴喷速大于40m／s时，其吸水效率急剧下降。关键词：喷反装置；结构优化；水平孔；吸水效率中图分类号：P634文献标识码：ADOI：10．3969~．issn．1001—1986．2010．02．018Structureoptimizationofajet-typereversecirculationtoolforhorizontalholeHUANGHuayuan，FENGXiao，MAChunlin，D1NGBocheng(NorthwestInstituteofNuclearTechnology，Xi"an7100

3、24，China)Abstract：Ontheanalogyofrelevantdesign，apreliminarydesignandexperimentalprototypeofjet-typereversecirculationtoolwascompleted，whichcouldbeusedforhorizontalhole．Basedonstructuraloptimizationexperi·mentsandresearches，aseriesofoptimizedcombinationsofkeycompon

4、entswerederived，whichwereappropriatetoin．situconditions．Accordingtoexperimentresults，someconclusionsweredrawnasfollows：thewaterabsorp-tionratewasmostinfluencedbythemodecomposedofjettubeandjetnozzleandlittleinfluencedbyflowpa-rametermandspanS：andwhenthejettingratee

5、xceeded40m／s，thewaterabsorptionratedecreasedsharply．Keywords：jet—typereversecirculationtool；structuraloptimization；horizontalhole；waterabsorptionrate地质钻探施工中，常利用特殊设计的喷反钻具进行孔底局部反循环钻进以提高破碎地层的岩心采取率；水利工程中，也经常采用射流吸水原理而设计制造喷射泵或抽水泵。这些机具中，能产生喷射图l喷反实验装置示意图吸水作用的喷反装置是其关键部件，设计

6、上需重点Fig．1Sketchofreversedjetdevicei——进水管；2——主体；3——喷嘴；4一真空表接头考虑其外部形状及尺寸限制、内部结构参数的选择5——承喷器；6——排水总成；7——吸水管及调整、优化等问题，其目标是在有限制条件下使喷反装置达到较优的吸水效率。根据工程的需要，设液的流速由增加到而射入承喷器。按流体力计了适用于水平孔中的某型喷反装置，并对其结构学公式：参数进行了优化实验研究，获得了一些初步认识。旦++z，：墨++Z2：常数。(1)，12g‘2g1实验装置及实验原理lJJ式中Z为位能；，为流体

7、比重。喷反实验装置基本上分为进水管、工作主体、吸水平孔中，其位能z-=z2，流体比重rl=r2，由水管、排水总成等几部分。工作主体则包括喷嘴和于流速增大，喷嘴出口后的压力则由P1降到尸2。在承喷器、混合腔等。其结构见图1。喷嘴出口附近，当流体以高速射入承喷器时，因喷反装置产生喷射吸水作用的基本原理是：根其吸咐效应并携走混合室内原驻流体或气体物质，使据水力学理论，进水管中送来的流量为Q、压力为混合室内压力低于腔外，在此压差作用下，喷反装尸1和流速为V的流体进入喷嘴中，由于喷嘴内腔为置后端或外围的流体将会通过吸水管道进入混合室

8、锥形，且喷嘴口断面较小，因此从喷嘴出来的冲洗并又被带人承喷器从排水口排出，从而形成吸水现收稿日期：2009—11．14作者简介：黄华元(1962一)，男，湖北武汉人，硕士，高级工程师，从事钻探与机械工程研究工作·72·煤田地质与勘探第38卷象。喷反装置工作原理见图2。输入流量Qt、喷嘴直径d、承喷器喉管