一、超高压水射流辅助破岩钻孔研究进展（论文文献综述）
储伟建[1]（2020）在《直旋混合射流破碎煤岩及其流场特性研究》文中指出目前中国国内煤层气资源急需开发,以缓解国内资源紧张问题。通过极小半径径向钻井技术开采煤层气是目前勘探开发主要趋势之一。在径向钻井技术中核心部件为水射流钻头,对于径向钻井技术的钻进效率和开采效果有着决定性影响。在众多类型射流钻头中,直旋混合射流钻头具有可靠稳定性、较强钻进能力等优势,因此适用于径向钻井的技术要求,但针对煤岩破岩机理及其流场特性等方面的研究,目前还需要进一步的研究。本文主要采用理论分析、数值模拟和破岩冲孔试验的方法,对直旋混合射流钻头应用于破碎煤岩开展了射流破碎煤岩机理、钻头结构设计、钻头内部结构优化以及钻孔冲孔试验等方面研究。取得的成果主要有:1)在理论分析上,研究射流基本结构和煤岩基本性能以及结构特点,探究冲击煤岩体主要阶段,将水射流冲击煤岩破坏形式进行分类,从而得出破碎煤岩一般过程大致分为:形成初始破碎坑;微裂纹阶段;微裂纹扩展阶段;形成宏观破坏阶段。2)对直旋混合射流钻头进行结构优化设计,主要通过仿真模拟分析了其中核心部件—叶轮。通过结果对比分析优化了叶轮部分参数:其叶轮槽个数为6;槽倾角为45°;槽宽度为0.7;叶轮长度为5 mm;腔收缩段角为60°。并且对射流进行结构分区,在径向上大致分为:直射流区、强旋射流区、弱旋射流区和外围射流区;在轴向上大致分为:过滤段和均匀混合段。3)对三类射流进行冲孔试验,分析其冲孔特性,确立直旋混合射流的优势,并且仿真部分结果进行了验证性试验。根据试验结果,分析射流流场与破岩效果之间的影响:射流破岩效果不仅仅和射流冲击速度有关,还与射流对于岩体的作用方式有着较大的关系。旋转射流更加容易在其表面产生裂纹,有利于射流静态作用下对于煤岩体表面以及内部裂纹扩散,形成宏观层面上破碎岩体。本论文研究成果为水射流径向钻井技术提供了一定的理论指导,丰富了其流场特性、破岩机理等方面的研究,具有一定意义。图[59]表[8]参[91]
肖宋强[2]（2019）在《自旋转射流流场特性及破煤岩成孔机理研究》文中指出煤矿井下密集钻孔尤其穿层钻孔是煤层气开采和瓦斯灾害治理最常用的增透措施之一,但穿层钻孔经过岩石段长、煤层段短,导致有效增透范围小、钻孔利用率低。本文基于水射流柔性传递能量特性,提出利用水射流破岩钻进成孔、提供自身前进推进力的一种自进式水力喷射拐弯钻孔增加煤层透气性方法,充分延伸煤孔段长度,发挥单个穿层钻孔的利用率,增加煤层瓦斯流动通道,降低增透成本。实现该方法的关键在于不改变现有穿层钻孔尺寸的条件下,开发与之匹配的自进式水射流钻头,其性能决定拐弯钻孔的钻进效率和孔壁稳定性。自旋转射流钻头通过射流旋转移动冲击破碎煤岩形成圆整钻孔,具有破岩钻孔效率高、钻孔稳定性好等特点,在煤层拐弯钻孔方面具有优势。但自旋转射流流场特性、冲击破碎煤岩机制与钻进成孔机理尚不明确,且尺寸受限的自旋转射流钻头设计及影响其破岩成孔效率的控制作用机制缺乏研究。本文针对应用于煤层水力喷射拐弯钻孔技术尺寸受限的自旋转射流钻头,采用理论推导、实验室试验和数值模拟等方法,开展了自旋转射流流场特性、冲击破碎煤岩机制、钻头设计及自进成孔机理等方面研究。取得的主要创新性成果如下:（1）揭示了自旋转射流流场偏转特性。基于旋转移动条件下射流时均速度、涡量和流线等流场特征分析,提出自旋转射流“非偏转区+偏转区”的流场结构,阐明了自旋转射流能量衰减及流动特征的偏转机制,并获得了旋转移动速度、射流压力对射流时均速度特征、偏转距离、偏转角和冲击角的影响规律:自旋转射流正面的紊动及涡旋强于射流背面,加快了射流能量耗散,使射流流动形态及特征逐渐偏向射流背面;射流偏转距离、偏转角和冲击角随靶距分别呈抛物线增长和线性增加趋势,且旋转移动速度越大、射流压力越低,射流偏转程度越剧烈。（2）揭示了自旋转射流冲击破碎损伤煤岩机理。以射流作用煤岩内部位移和应力随时间、距离的演化规律分析为基础,阐明了射流水锤压力阶段冲击载荷破碎损伤煤岩和滞止压力阶段射流准静态压力致裂煤岩机理,获得了煤岩体粉碎区和拉伸破裂区范围,并通过实验进行了验证。开展了水射流旋转冲击破碎煤岩实验,获得了射流压力、旋转速度和冲击角度对自旋转射流破煤岩特征的控制作用机制,揭示了自旋转射流冲蚀损伤煤岩微观断裂机制:自旋转射流破岩时能削弱“水垫”效应,先冲刷移除低粘结强度的胶结物和岩石颗粒,随后射流冲击应力波主导基质产生脆性拉伸断裂,且准静态水压进一步致裂煤岩形成“V”形剖面的环形坑及其周边损伤区。自旋转射流破煤岩时具有最优转速和最优冲击角,且射流压力越大最优破岩转速越高。（3）建立了自旋转射流钻头结构及喷嘴布置的优化设计准则,揭示了射流钻头自进成孔机理。基于建立的自旋转射流钻头自进力、旋转扭矩和转速计算模型,综合考虑钻头尺寸、承压时旋转的实现、旋转密封及限速等因素,设计出小尺寸自旋转射流钻头,通过破岩钻孔实验得到了钻头喷嘴的最优分布半径组合,并分析了射流压力、岩石强度等对钻头破岩成孔能力的作用机制,获得了射流钻头自进破碎煤岩钻进成孔机理。（4）研发出煤矿井下自进式水力喷射钻孔技术及装备,并在河南某矿开展了现场试验,获得了水力参数、煤岩强度、钻进角度等对自进式水力喷射钻进效率的影响规律。结果表明:钻进速度随射流压力的增加而增加,随煤岩强度的增加而降低,但煤质过于松软时钻孔稳定性差,极限钻进深度浅;一定仰角的钻进角度有利于钻进过程中煤渣的返排,从而提高钻进效率。现场煤层平均钻进速度达0.75m/min,钻进深度达45m。结果显示了自旋转射流钻头高效的破煤岩成孔能力,证实了该技术装备的可行性。本文研究成果在一定程度上丰富了水射流破碎煤岩理论,对提高水射流钻孔技术的钻进效率具有指导意义,有助于创新自进式水力喷射拐弯钻孔技术在煤层瓦斯高效抽采中的应用。
仝汉[3]（2019）在《水力与机械联合清洗管道技术研究》文中指出随着高含水油井的开发难度逐渐增大,采油成本不断升高,通过加大油井油管修复和回收的力度,可显着降低油田综合作业成本。而油管修复质量则是油井作业质量及效率的关键影响因素,,因此如何提高油管修复质量,显着延长检泵周期,减少作业返工,最终实现降本增效目的,是目前需要研究解决的主要技术难题之一。常规方法通常存在清洗质量不佳、清洗效率普遍偏低等问题,且容易污染环境,成本较高。因此,设计有效的清洗结垢油管装置,优化管道清洗方法,对提高油管修复质量及清洗效率有着重要的现实意义。为有效解决高结垢硬度管道清洗难题,基于管道清洗技术相关理论的充分调研及分析,提出了水力与机械联合清洗管道技术的研究思路。利用自主研制的超高压射流破岩装置,室内研究了压力、喷射角度、靶距等主要参数对射流破岩效果的影响规律,为水力与机械联合清洗提供可靠的技术参数。结果表明,喷嘴直径、喷射角度、喷嘴移动速度一定时,喷射压力越高,破岩效果越好,且随着压力增大,最优靶距不断增加。当喷嘴移动速度为2.97 m/s时,可充分有效利用高压水射流能量,提高管道清洗效率,且此时最优喷射角度为12°～14°。基于水力与机械联合清洗管道技术原理,设计了水力与机械联合清洗管道装置;研制出了专用的旋转式高压喷头,进行了参数优化设计,并完成了水力与机械联合清洗管道现场试验。结果表明,自主研制的水力与机械联合清洗管道装置清洗后的油管内壁干净,有金属光泽,清洗除垢率达到98%以上,一次性通径规全部通过,且清洗时间显着减少,相对一般水射流清洗的效率及质量大幅提高,有效降低了油井油管的修复成本。该技术为解决管道严重结垢清理难题提供了可靠借鉴。
孟德光[4]（2019）在《高压脉冲射流辅助机械冲击破岩性能研究》文中进行了进一步梳理为实现深层、复杂地层坚硬煤岩的安全高效开采,提高机械冲击破岩效率和能力,降低机械球齿磨损。利用高压水射流低温冲击等特点,将高压脉冲射流破岩技术融入机械冲击破岩,提出高压脉冲射流辅助机械冲击破岩方式。本文采用理论分析、试验和仿真相结合的方法,对高压脉冲射流辅助机械冲击破岩性能进行研究。以布希涅斯克问题为基础,对岩石在冲击载荷作用下应力进行分析,建立岩石受到集中力条件下内部单元的应力数学模型。根据弹性力学和强度理论,对锥形齿和球形齿冲击破岩进行力学分析。依据冲击动力学,分析了水射流冲击破岩过程,并根据波动力学,分析了水射流在岩石内部引起的动应力。基于应力构造理论,对水射流辅助机械冲击条件下岩石内部形成的应力叠加进行分析。利用计算流体力学方法,研究不同喷嘴内部流道结构对高压射流速度场和压力场的影响,表明合适的喷嘴类型为锥直型喷嘴。利用流固耦合方法建立了高压射流生成仿真模型,研究不同冲击能、喷嘴直径、蓄水腔内液面高度以及蓄水腔直径对高压脉冲射流的压力、速度等影响规律。在坚硬岩石本构模型基础上建立高压射流冲击破岩模型,对射流速度、射流直径以及脉冲频率等影响高压脉冲射流冲破岩性能的因素进行研究,确定各因素对于高压脉冲射流冲破岩性能的影响规律,仿真和试验结果基本一致,说明所建水射流破岩模型的正确性与可靠性。对影响机械冲击破岩性能的齿形、冲击能、齿边距等参数进行试验研究,掌握了相关参数对机械冲击破岩体积、深度、比能耗等性能指标的影响规律,并对双齿条件下破岩性能进行试验分析,给出了优选的双齿中心距。采用显示有限元法建立机械冲击破岩仿真模型,研究机械冲击载荷下岩石的微观破碎,数值模拟和试验结果相一致,证实采用所建机械冲击破岩模型具有可行性和正确性。对高压脉冲射流与机械冲击破岩过程中冲击力进行分析,得到冲击锤初始速度对机械冲击力的影响规律,射流冲击力与冲击锤初始速度、射流流量和射流变化角的变化关系。采用流固耦合方法建立高压射流辅助球齿冲击破岩仿真模型,研究高压脉冲射流辅助机械冲破岩性能,对影响高压脉冲射流辅助机械冲击性能的射流和球形齿中心距、射流数量、射流角度进行研究,给出了优选的脉冲射流辅助机械球齿冲击破岩参数,证实脉冲射流辅助作用可以明显降低机械球齿的接触应力,增大岩石损伤破坏深度,极大地改善了机械冲击破岩条件。
孙雪[5]（2019）在《超临界二氧化碳射流作用下岩石的力学响应及增渗机制研究》文中进行了进一步梳理我国非常规油气资源的勘探开发比重日益增大,是能源发展的新方向和战略保障,但非常规资源储层物性差,需要储层改造来提高开发效益。超临界二氧化碳射流技术冲击性能强,对储层伤害小,是一项新兴的前景广阔的非常规储层改造技术。为推动超临界二氧化碳射流储层改造技术的应用,分析超临界二氧化碳射流的流场特征,射流冲击和溶胀作用机制,以及其损伤增渗机理是必不可少的基础研究,也是目前急需解决的瓶颈问题,该问题的有效解答不仅有助于新型储层改造技术的推广应用,更对拓展超临界二氧化碳射流理论有着重要意义。首先,优选二氧化碳热物性和摩阻系数的计算模型,建立了超临界二氧化碳冲击射流流场的数学模型和算法,进而形成了一种超临界二氧化碳冲击射流流场理论分析方法,为后续超临界二氧化碳射流的冲击动力学特性、溶胀特性及损伤增渗机理的研究奠定了理论基础。其次,分析了二氧化碳射流冲击岩石过程中不同时期的冲击载荷特征,射流对岩石损伤的作用机理和影响程度,确立了应力波效应为二氧化碳射流冲击损伤的主要机制。同时考虑二氧化碳真实物性,基于一维冲击波理论建立了超临界流体射流冲击压力的计算方法,并在此基础上完善了射流冲击岩石的应力场模型,分析了射流应力波阶段岩石冲击应力场变化特征:在冲击载荷衰减过程中,岩石内部质点均由压应力突跃为拉应力,其中质点压应力和切向拉应力极值均沿径向以（r/R0）-1或更高的速率减小,而径向拉应力极值出现在3～4倍喷嘴半径处。再次,开展了二氧化碳侵入下砂岩的变形模拟实验,并建立了二氧化碳侵入岩石的溶胀应变场计算模型。结果表明:二氧化碳侵入下的岩石变形符合超临界吸附特征,其溶胀应变为热应变和吸附应变之和,其中热应变为热膨胀系数和温差的函数,吸附应变为浸泡流体温度和密度的函数;随着浸泡温度的升高,热应变增加,吸附应变减小,由于热效应更显着,在本文实验范围内溶胀应变与浸泡温度成正比。随着浸泡压力的升高,吸附应变和溶胀应变增加,但压力超过10MPa后,应变不再有显着变化。复次,建立了超临界二氧化碳射流冲击下岩石的应力场模型并开展了超临界二氧化碳射流增渗的模拟实验。对比分析不同工况下砂岩的损伤体积和渗透率增长率发现:射流冲击下岩石的损伤体积与渗透率增长率的变化趋势一致,随着喷嘴压降的增加,岩石的渗透率增长率随之增长,但增长趋势越来越缓;随着入口温度的增加,岩石的渗透率增长率先升高后下降,存在最优的入口温度;渗透率增长率随着射流围压的增加持续降低,在现场应用中应尽量减弱围压的压持效应。最后,探讨了超临界二氧化碳射流对岩石的损伤增渗机理,认为其本质是岩石在射流冲击、溶胀效应和围压压持3种因素协同作用下,产生局部损伤裂纹,从而改善渗透性的过程。其中,射流冲击效应是岩石损伤增渗的主导因素;而溶胀效应是二氧化碳射流区别于非吸附性射流介质的特征之一,有利于增强岩石的拉伸破坏;围压压持效应对岩石的损伤增渗有显着的阻碍作用。论文综合理论分析和实验研究的方法,建立了超临界二氧化碳射流下岩石的损伤模型,完善了超临界二氧化碳射流增渗实验装置和方法,探明了超临界二氧化碳射流损伤增渗的机理,并探索出一套超临界二氧化碳射流损伤增渗的研究方法,为推动超临界二氧化碳射流技术发展和完善射流理论提供技术手段。
蒋亚峰[6]（2019）在《喷射造斜钻头的研究》文中提出随着我国经济实力的快速提升,对资源的需求也越来越大,资源勘探方向由较容易开采的资源逐渐向低渗、海洋开采及陆地浅层等非常规能源转变。为了能够在松软的地层中完成短半径水平井眼,研究新型喷射造斜钻头,将喷射切削、滑动给进和连续造斜技术应用到软弱地层钻井过程中,解决其由于地层参数的限制,无法达到短半径水平井造斜率的问题,通过理论研究、数值模拟与实验,设计并加工钻头,得出喷嘴结构参数、钻头水力参数等因素对造斜效果的影响规律,对进行现场钻井试验具有重要的现实意义。本文根据对水平井研究和喷射钻井理论充分调研的基础上,设计喷射造斜钻头,利用Autodesk CFD软件对射流流场进行模拟并通过野外试验,分析钻压、水力参数、喷射造斜钻头结构参数等因素对造斜效果的影响规律,完善喷射造斜钻头的设计,实现在松软的地层中钻进短半径水平井。通过对射流和喷射钻井理论和实践的学习,在国内外研究人员对射流钻头和水平井研究的基础上,本文拟进行的研究内容如下:（1）喷射造斜钻头钻进机理分析研究喷射钻进理论及其对水平井的影响因素,介绍水力喷射钻头水力参数计算和水力辅助钻进机理,分析了喷射钻头在水平井中对造斜效果的影响。（2）喷射造斜钻头的结构设计新型喷射造斜钻头的结构设计,具体研究内容为:中心喷嘴类型及参数、侧喷喷嘴类型及参数、钻头体斜面结构设计。（3）通过数值模拟研究结构参数对射流流场的影响规律在以上设计基础之上,通过软件进行数值模拟,对比不同设计参数的喷嘴射流流场,进行优化选取,最终确定钻头的几何结构和参数。基于数值模拟结果,并通过与野外试验场实验的造斜数据进行对比,分析结构参数对造斜效果的影响。确定了当中心喷嘴采用2个喷嘴,侧喷喷嘴采用6个,钻头体上导向斜面的倾角在6°时,造斜效果较好。
桂小玲[7]（2018）在《高压水射流技术在煤层气开发中的应用研究现状及发展趋势》文中提出高压水射流技术是近几十年来发展起来的一项油气采掘增产技术,该技术在煤层气开发增产中具有诸多优势,但由于还并未形成一套完善的技术理论体系,该技术没有得到大面积推广。通过收集水射流技术相关资料,介绍了目前高压水射流破煤机理、喷嘴几何参数、磨料水射流、辅助破煤的研究进展,并对现有研究的不足以及今后的发展趋势进行了阐述。
陈跃强[8]（2018）在《磨料水射流—截齿联合破岩性能研究》文中进行了进一步梳理掘进机是隧道、巷道机械化掘进的关键装备,其截齿在截割硬岩过程中受力大、磨损快、难以破碎坚硬岩石等问题导致掘进效率低、进尺成本增加,已经成为影响我国煤炭资源高效、安全、绿色开采等目标的重要因素。因此,为了能够解决硬岩难以破碎、掘进效率低、截齿非正常失效几率高等问题,迫切需要研究一种新型的硬岩截割技术。基于此,本文提出了磨料水射流-截齿联合破岩方法,采用理论分析、仿真和试验相结合的方法,对磨料水射流-截齿联合破岩性能进行研究。基于截齿破岩理论、水射流破岩理论,利用AUTODYN有限元分析软件对磨料水射流辅助截齿破岩机理进行分析。岩石在截齿作用下主裂纹及其周围径向裂纹扩展速度较快,层状裂纹主要分布在齿尖密实核区周围;磨料水射流作用下,裂纹沿射流柱轴向与径向扩展缓慢,层状裂纹和主裂纹扩展距离短,主裂纹周围鲜有呈放射状的径向裂纹;磨料水射流辅助截齿作用于岩石时,剪切失效区密布层状裂纹,层状裂纹交互贯通,加快了岩石破碎过程。基于两相流理论,利用CFD数值分析软件FLUENT对磨料水射流喷嘴进行设计,以磨料动能损失量和出口处速度作为喷嘴收缩角度、圆柱段长度设计依据,最终确定喷嘴收缩角度为7°、圆柱段长度为16mm。对所设计的喷嘴进行内外流场、颗粒速度场分析,结果表明:磨料水射流射流柱在喷嘴出口处的直径为1.55mm,所有磨料颗粒均匀分布在磨料水射流柱中心处半径为0.34mm的圆柱内,磨料速度约为水速的94%。采用所设计的喷嘴结构进行磨料水射流-截齿联合破岩试验,研究了该技术在不同磨料水射流压力、不同截割深度下的破岩性能。结果表明:磨料水射流压力越大,截齿所受截割阻力减小率越高;相比单齿破岩,截深为3mm、5mm时,截割阻力均值减小率在21%47%之间,截深为8mm、10mm时,减小率在14%30%之间,且二次截割时截割阻力均值减小率均在32%以上;截割阻力最大值减小率均在72%以上,且水压越大,截齿受力波动越小,受力稳定性越好。因此磨料水射流-截齿联合破岩技术具有良好的破岩性能,且对岩石损伤作用强,能够有力地弱化岩石强度。基于弹性力学理论和摩尔-库伦准则,建立了不同围压下磨料水射流-截齿联合破岩模型,并通过对比数值模拟和试验过程中岩石破碎状态、载荷大小验证仿真模型的有效性。仿真结果表明,随着围压的增加,岩石上应力集中区域辐射面增大,应力集中区域主要发生在岩石破碎坑壁面周围,且围压越大,对于拉应力传播抑制效果越明显;单齿破岩时,围压从0MPa增至20MPa时,截齿受力增加了46.69%;截割深度为5mm、水压为30MPa时,围压从0MPa增至20MPa过程中,截割阻力增大了21.9%;截深为5mm、围压为20MPa情况下,水压从0MPa增至46MPa过程中,截齿受力减小了38.14%。以上分析结果表明,磨料水射流-截齿联合破岩技术可以降低由围压引起的截割载荷的增大幅度,降低高围压岩石的破碎难度,提高掘进效率。
薛永志[9]（2018）在《高压水射流冲击下煤岩损伤诱导机制及分布特性研究》文中认为随着煤炭资源逐年向深部开采迈进,复杂的地质环境对传统的开采工艺提出了挑战。同时,社会经济的发展对煤炭行业产能优化的需求,也使迫使煤炭开采朝着更为安全、科学、高效的方式转型。在这样的环境下,高压水射流破岩技术以其切割效率高,危险性低,节能环保,易于操控等优点得到了工程和学术界的青睐。使用高压水射流对煤层钻孔增透,从而辅助瓦斯预抽和煤与瓦斯共采的工艺流程,在矿业工程领域得到了广泛的应用。本文基于实验和数值模拟的方法,对高压水射流作用下煤岩内部应力波传播规律,细观损伤的诱导机制及损伤场的分布规律进行了研究,旨在揭示高压水射流的破煤增透机理,进而为工程应用奠定理论基础。主要研究内容及结论如下:（1）实验研究了高压水射流冲击下煤岩内部结构的变化规律,并结合数字图像处理技术实现了损伤场的三维可视化。同时,基于损伤力学和自主编程量化了细观损伤在空间上的分布规律以及高压水射流在冲击过程中损伤诱导能力的演化特性,为高压水射流冲击下煤岩损伤诱导机制的揭示提供了实验依据。（2）通过任意拉格朗日-欧拉算法（Arbitrary Lagrange-Euler,ALE）与传统有限元方法（Finite Element Method,FEM）的耦合建立了高压水射流冲击煤岩的数值计算模型。同时,采用材料替代法实现了磨料射流冲击煤岩的多相流破岩模拟。通过数值模拟结果与相同工况下的实验结果的对比分析,验证了数值模型的可靠性。（3）基于高压水射流冲击下煤岩的动态损伤模型,模拟了射流作用下煤岩损伤的时序演化规律。讨论了损伤场在水平和竖直方两个向上的分布规律,并同实验结果进行了对比分析。此外,依据多组数值模拟结果的对比,量化了射流速度、岩石岩性对损伤场演化和空间分布的影响。（4）数值模拟了高压水射流冲击煤岩的应力波效应。依据所选路径上煤岩所受有效应力的变化历史,提取了应力波在不同时刻的波形信息。基于应力波波形的演化及煤岩的应变特性,讨论了应力波在传播过程中由非弹性波向弹性波转变的机理。同时,根据应力波峰值有效应力的变化定量讨论了应力波在空间和时间上的衰退规律。并依据多组数值模拟结果的对比,量化了射流速度、岩石岩性对应力波传播和衰退规律的影响。（5）综合高压水射流冲击下煤岩的应力和损伤特性,提出了高压水射流作用下煤岩的破坏机理。将煤岩的损伤破坏划分为三个典型阶段:弹性应变阶段,损伤累积阶段和塑性破坏阶段。同时,结合冲击过程中煤岩模型不同位置的应变规律,从冲蚀孔的形成、冲蚀孔的水平发展以及冲蚀孔的竖直发展三个角度对射流作用下煤岩冲蚀孔的形成机理进行了讨论。（6）采用数值模拟和实验结合的方法从射流作用下煤岩初始裂隙的产生,冲蚀孔的加深以及冲蚀孔的拓宽三个角度对比了磨料射流和纯水射流破煤机理的差异性。基于数值模拟和实验所得的损伤场,定量分析了磨料射流和纯水射流的损伤诱导能力随冲蚀深度的变化规律。为两种射流在不同工程环境下的应用提供了指导意见。
于冰[10]（2017）在《水力振荡冲击器设计及应用研究》文中提出为了充分利用井底水力能量提高钻速,拟开发水力振荡冲击钻井技术。具体设想是将调制水力脉冲装置置于钻头上部,通过适当的水力能量转换机构,将水力能量的脉动效应直接转化为作用于钻头的周期性冲击载荷,使钻头在旋转的同时还具有振动效应,而且水力脉冲向下传播至井底,还可改善井底岩石的受力状态,强化岩屑的净化,钻头的振动效应和井底的水力脉动二者联合作用,提高钻头的破岩钻进效率。本文从液动冲击器和射流的研究现状及发展趋势出发,根据水力振荡脉冲射流工具原理,结合机械设计软件,设计了一套近钻头水力振荡冲击器。模拟井下工况,对冲击器进行了有限元仿真分析,提出优化方案。进行了现场试验,对冲击器可行性进行验证。结果表明:水力振荡冲击器原理正确可行,水力振荡冲击器的性能明显优于钻井过程。水力振荡冲击钻井技术是一种刚刚兴起的全新的钻井技术,本论文的研究对水力振荡冲击钻井概念的普及、技术理论的探索,具有重要的现实意义。
二、超高压水射流辅助破岩钻孔研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、超高压水射流辅助破岩钻孔研究进展（论文提纲范文）
（1）直旋混合射流破碎煤岩及其流场特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水射流钻进技术研究现状 |
| 1.2.2 直旋混合射流流场研究现状 |
| 1.2.3 水射流破碎煤岩机理研究现状 |
| 1.3 课题研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 射流冲击动载下的煤岩响应 |
| 2.1 射流冲击特性 |
| 2.1.1 射流基本结构形态 |
| 2.1.2 射流对于靶体的冲击响应 |
| 2.1.3 射流水锤压力 |
| 2.2 煤岩特性及破碎理论 |
| 2.2.1 煤岩力学特性 |
| 2.2.2 煤岩结构特点 |
| 2.2.3 煤岩破碎理论 |
| 2.3 射流冲击下煤岩破碎研究 |
| 2.3.1 水射流冲击应力波 |
| 2.3.2 应力波对煤岩的破坏 |
| 2.3.3 直旋混合射流破碎煤岩过程研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 直旋混合射流钻头设计及流场分析 |
| 3.1 射流钻头结构及初步设计 |
| 3.1.1 射流钻头基本结构 |
| 3.1.2 钻头初步设计 |
| 3.2 基于FLUENT的关键参数设计 |
| 3.2.1 计算流体力学方法 |
| 3.2.2 关键参数的选择 |
| 3.2.3 数学模型的建立 |
| 3.2.4 实体建模 |
| 3.2.5 网格划分及边界条件确立 |
| 3.3 流场特性模拟仿真结果与分析 |
| 3.3.1 叶轮槽参数影响分析 |
| 3.3.2 叶轮长度参数影响分析 |
| 3.3.3 收缩段参数影响分析 |
| 3.3.4 叶轮中心孔参数影响分析 |
| 3.4 直旋混合射流基本结构 |
| 3.4.1 轴向方向结构分区 |
| 3.4.2 径向射流结构分区 |
| 3.4.3 射流速度分布规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 直旋混合射流破碎煤岩特性研究 |
| 4.1 射流对比冲孔实验 |
| 4.1.1 试验设备 |
| 4.1.2 试验方法 |
| 4.1.3 试验结果与分析 |
| 4.2 钻头钻孔试验研究 |
| 4.2.1 试验设备与材料 |
| 4.2.2 试验方法 |
| 4.2.3 试验结果与分析 |
| 4.3 直旋混合射流流场特性对破岩的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（2）自旋转射流流场特性及破煤岩成孔机理研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 自进式水射流钻孔技术研究现状 |
| 1.2.2 水射流流动特征和冲击特性研究现状 |
| 1.2.3 水射流破碎煤岩机理研究现状 |
| 1.3 研究内容、方法及技术路线 |
| 2 自旋转射流流场结构特征和冲击特性 |
| 2.1 高压水射流自旋转冲击靶体计算模型 |
| 2.1.1 模型构建及数值计算方案 |
| 2.1.2 多相流模型与滑移网格模型 |
| 2.1.3 湍流控制方程 |
| 2.1.4 边界条件 |
| 2.2 自旋转射流流场结构特征分析 |
| 2.2.1 自旋转射流和非自旋转射流流场结构对比 |
| 2.2.2 时均特征分析 |
| 2.3 旋转移动速度对射流流动特征的影响分析 |
| 2.4 射流压力对射流流动特征的影响分析 |
| 2.5 自旋转射流冲击动力学特性 |
| 2.5.1 水射流对煤岩体的冲击作用力分析 |
| 2.5.2 自旋转射流冲击煤岩体动力学演化 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 自旋转射流冲击破碎损伤煤岩机制 |
| 3.1 煤岩体结构特征 |
| 3.2 水射流冲击作用下煤岩响应特征 |
| 3.2.1 水射流冲击破碎煤岩体过程中的应力波效应 |
| 3.2.2 水射流冲击破裂煤岩机理分析 |
| 3.2.3 水射流冲击破碎煤岩试验 |
| 3.3 水射流旋转冲击破碎煤岩试验方案 |
| 3.3.1 水射流旋转冲击破碎煤岩试验系统 |
| 3.3.2 岩样的制备 |
| 3.3.3 试验方案 |
| 3.4 水射流旋转冲击破碎煤岩特征分析 |
| 3.4.1 射流压力对煤岩破裂特征的影响分析 |
| 3.4.2 钻头转速对煤岩破裂特征的影响分析 |
| 3.4.3 冲击角度对煤岩破裂特征的影响分析 |
| 3.5 水射流旋转冲击损伤煤岩微观断裂机制 |
| 3.5.1 水射流旋转冲击作用下煤岩损伤分析 |
| 3.5.2 水射流旋转冲击作用下煤岩微观断裂特征 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 自旋转射流钻头设计及破煤岩成孔机理 |
| 4.1 自旋转射流钻头工作原理及动力分析 |
| 4.1.1 自旋转射流钻头工作原理 |
| 4.1.2 自旋转射流钻头动力分析 |
| 4.2 自旋转射流钻头结构及喷嘴布置参数优化设计 |
| 4.2.1 旋转体和非旋转体的相对转动设计 |
| 4.2.2 旋转机械密封设计 |
| 4.2.3 钻头前喷嘴布置参数优化设计 |
| 4.3 自旋转射流钻头破岩成孔特性分析 |
| 4.3.1 自旋转射流钻头破岩成孔效率分析 |
| 4.3.2 射流压力和岩石强度对破岩钻孔能力的影响 |
| 4.4 自旋转射流钻头自进成孔机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 自进式水力喷射钻孔技术及现场试验 |
| 5.1 煤矿井下自进式水力喷射钻孔技术及装备 |
| 5.1.1 自进式水力喷射钻孔技术工作原理 |
| 5.1.2 自进式高压管路 |
| 5.1.3 推进机构和绞盘 |
| 5.1.4 装备底座 |
| 5.1.5 动力控制系统 |
| 5.2 自进式水力喷射钻孔现场试验 |
| 5.2.1 试验地点概况 |
| 5.2.2 试验方案及钻孔布置 |
| 5.2.3 试验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表论文目录 |
| B.作者在攻读博士学位期间所参加的科研项目 |
| C.作者在攻读博士学位期间所获得的专利 |
| D.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（3）水力与机械联合清洗管道技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 油水井管道结垢机理及主要影响因素 |
| 1.2.1 基本定义 |
| 1.2.2 管道结垢类型 |
| 1.2.3 管道结垢机理及主要影响因素 |
| 1.3 管道清洗技术发展现状 |
| 1.3.1 物理防垢、除垢清洗方法 |
| 1.3.2 化学防垢、除垢清洗方法 |
| 1.3.3 高压水射流防垢、除垢清洗方法 |
| 1.3.4 其他 |
| 1.4 课题主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究技术路线 |
| 第2章 高压水射流清洗技术基础理论及研究现状 |
| 2.1 高压水射流基础理论 |
| 2.1.1 流体力学基础理论 |
| 2.1.2 高压水射流喷嘴设计基础理论 |
| 2.1.3 喷嘴中的“气穴”理论 |
| 2.1.4 靶面清洗理论 |
| 2.1.5 高压水射流与机械联合清洗基础理论 |
| 2.2 高压水射流清洗技术国内外研究现状 |
| 2.2.1 主要作用方式及影响因素 |
| 2.2.2 国内外研究进展 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 超高压水射流冲蚀岩石实验 |
| 3.1 高压水射流破岩机理 |
| 3.1.1 水楔破岩作用 |
| 3.1.2 密实核-劈拉破岩作用 |
| 3.1.3 联合破碎作用 |
| 3.2 实验设备及方案设计 |
| 3.2.1 实验设备 |
| 3.2.2 实验方案 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 喷射角度对破岩效果的影响 |
| 3.3.2 喷嘴移动速度对破岩效果的影响 |
| 3.3.3 靶距对破岩效果的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 水力与机械联合清洗管道工艺优化 |
| 4.1 清洗装置设备及工作原理 |
| 4.1.1 水力与机械联合清洗装置 |
| 4.1.2 工作原理 |
| 4.2 旋转式高压喷头设计 |
| 4.2.1 喷嘴直径 |
| 4.2.2 最优靶距及喷射角度 |
| 4.2.3 喷头结构 |
| 4.2.4 喷嘴水力参数 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 水力与机械联合清洗现场试验 |
| 5.1 试验区块油管结垢特征分析 |
| 5.1.1 注入水水质 |
| 5.1.2 油管结垢特性 |
| 5.2 试验油管的选取及试验流程 |
| 5.2.1 试验用结垢油管的选取 |
| 5.2.2 清洗效果评价标准 |
| 5.2.3 试验步骤及注意事项 |
| 5.3 试验结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）高压脉冲射流辅助机械冲击破岩性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 选题背景及研究意义 |
| 1.3 水射流辅助机械冲击破岩概述 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.5 研究中存在问题 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 2 脉冲水射流辅助机械冲击破岩理论研究 |
| 2.1 冲击载荷作用下岩石应力状态 |
| 2.2 机械冲击作用下岩石破碎理论 |
| 2.3 水射流冲击作用下岩石破碎理论 |
| 2.4 水射流辅助机械冲击作用下岩石破碎理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 高压脉冲水射流冲击破岩性能研究 |
| 3.1 高压水射流喷嘴流道结构设计 |
| 3.2 高压水射流形成数值模拟研究 |
| 3.3 高压脉冲射流冲击破岩数值模拟研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 机械冲击破岩性能研究 |
| 4.1 机械冲击破岩参数选定 |
| 4.2 单齿冲击破岩试验研究 |
| 4.3 双齿冲击破岩试验研究 |
| 4.4 机械冲击破岩性能数值模拟研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 高压脉冲射流辅助机械冲击破岩性能研究 |
| 5.1 高压脉冲射流辅助机械冲击破岩分析 |
| 5.2 高压脉冲射流辅助机械冲击破岩特性分析 |
| 5.3 高压脉冲射流辅助机械冲击破岩因素分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）超临界二氧化碳射流作用下岩石的力学响应及增渗机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 论文创新点摘要 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超临界二氧化碳射流技术在油气工业中的应用 |
| 1.2.2 超临界二氧化碳射流储层改造技术的研究现状 |
| 1.3 论文研究目标、研究内容及方法 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究方法 |
| 第2章 超临界二氧化碳物性分析与计算模型 |
| 2.1 二氧化碳状态方程 |
| 2.2 二氧化碳热力学参数计算模型 |
| 2.3 二氧化碳粘度计算模型 |
| 2.4 二氧化碳摩阻系数计算模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超临界二氧化碳冲击射流的流场特性 |
| 3.1 超临界二氧化碳冲击射流的结构特征分析 |
| 3.1.1 超临界二氧化碳射流演化过程中的物性变化 |
| 3.1.2 超临界二氧化碳冲击射流的流场结构特征 |
| 3.2 超临界二氧化碳冲击射流的数学模型 |
| 3.2.1 模型假设 |
| 3.2.2 流动方程 |
| 3.2.3 求解方法 |
| 3.3 超临界二氧化碳射流流场特性分析 |
| 3.3.1 模型验证 |
| 3.3.2 射流工况参数对超临界二氧化碳冲击射流流场的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超临界二氧化碳射流冲击下岩石的力学响应 |
| 4.1 超临界二氧化碳射流对岩石的冲击过程 |
| 4.2 冲击前期岩石的应力场特性 |
| 4.2.1 二氧化碳射流的冲击压力 |
| 4.2.2 二氧化碳射流冲击岩石的应力场模型 |
| 4.2.3 二氧化碳射流冲击岩石的应力场特征 |
| 4.3 冲击后期岩石的渗流压力特性 |
| 4.3.1 数学模型 |
| 4.3.2 求解过程 |
| 4.3.3 渗流特性分析 |
| 4.4 二氧化碳射流冲击与岩石的耦合作用机制 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 超临界二氧化碳侵入下岩石的溶胀变形 |
| 5.1 二氧化碳侵入引起的岩石变形和溶胀应力场 |
| 5.2 二氧化碳侵入岩石变形的模拟实验 |
| 5.2.1 实验系统 |
| 5.2.2 实验方案 |
| 5.2.3 结果分析 |
| 5.3 二氧化碳侵入岩石溶胀模型 |
| 5.3.1 二氧化碳侵入岩石的热膨胀模型 |
| 5.3.2 二氧化碳侵入岩石的吸附膨胀模型 |
| 5.3.3 二氧化碳侵入岩石的溶胀模型 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 超临界二氧化碳射流增渗机理研究 |
| 6.1 超临界二氧化碳射流冲击岩石的损伤机制 |
| 6.1.1 超临界二氧化碳射流岩石应力场 |
| 6.1.2 超临界二氧化碳射流作用下岩石的损伤特征 |
| 6.2 超临界二氧化碳射流增渗模拟实验 |
| 6.2.1 实验装置 |
| 6.2.2 实验材料 |
| 6.2.3 实验方法 |
| 6.3 超临界二氧化碳射流增渗机理及特性分析 |
| 6.3.1 超临界二氧化碳射流增渗性能分析 |
| 6.3.3 超临界二氧化碳射流增渗的机理 |
| 6.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）喷射造斜钻头的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外喷射钻井技术的发展 |
| 1.2.2 国内喷射钻井技术的发展 |
| 1.3 研究内容与研究方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 第二章 喷射造斜钻头钻进机理研究 |
| 2.1 喷射钻井基本概念 |
| 2.1.1 喷射钻井 |
| 2.1.2 射流 |
| 2.2 喷射钻头的水力参数 |
| 2.3 喷射钻头破岩钻孔规律 |
| 第三章 喷射造斜钻头结构设计 |
| 3.1 喷射造斜钻头基本理论 |
| 3.2 新型喷射造斜钻头的设计要求 |
| 3.2.1 喷嘴结构设计 |
| 3.2.2 钻头导向斜面结构设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 喷射造斜钻头CFD模型的建立 |
| 4.1 AUTODESK CFD软件介绍 |
| 4.2 喷射造斜钻头流场数学模型的建立 |
| 4.2.1 流体动力学三大控制方程 |
| 4.2.2 Navier-Stokes的时均控制方程 |
| 4.2.3 标准k-ε两方程模型 |
| 4.3 CFD求解方案 |
| 4.4 喷射造斜钻头计算模型 |
| 4.4.1 喷嘴几何模型 |
| 4.4.2 喷嘴流场网格划分 |
| 4.4.3 边界条件的确定 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 喷射造斜钻头射流流场数值计算结果分析 |
| 5.1 不同结构喷嘴射流流场及影响因素 |
| 5.1.1 射流流场速度模拟对比 |
| 5.1.2 缩扩喷嘴射流影响因素模拟 |
| 5.2 喷射造斜钻头流场模拟 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 喷射造斜钻头的加工与试验 |
| 6.1 喷射造斜钻头的加工 |
| 6.2 试验现场 |
| 6.2.1 试验场地布置 |
| 6.2.2 试验场地主要仪器 |
| 6.3 鞋掌钻头造斜试验 |
| 6.3.1 龙河1-1井试验数据分析 |
| 6.3.2 龙河1-2井试验数据分析 |
| 6.4 喷射造斜钻头造斜试验 |
| 6.4.1 龙河2-1井试验数据分析 |
| 6.4.2 龙河2-2并试验数据分析 |
| 6.5 现场应用小结 |
| 第七章、结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）高压水射流技术在煤层气开发中的应用研究现状及发展趋势（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 高压水射流技术原理 |
| 2 近几年研究进展 |
| 2.1 高压水射流破煤 (岩) 机理的研究 |
| 2.2 喷嘴的几何参数对破煤效果的影响 |
| 2.3 磨料粒子对水射流破煤效果的影响 |
| 2.4 高压水射流辅助破岩机理的研究 |
| 3 高压水射流技术存在的问题及发展趋势 |
| 3.1 存在问题 |
| 3.2 发展趋势 |
| 4 结语 |
（8）磨料水射流—截齿联合破岩性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 磨料水射流-截齿联合破岩概述 |
| 1.3 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 磨料水射流-截齿破岩理论研究 |
| 2.1 截齿破岩理论 |
| 2.2 磨料水射流破岩理论 |
| 2.3 磨料水射流辅助截齿破岩理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 磨料水射流-截齿联合破岩喷嘴设计 |
| 3.1 喷嘴结构设计 |
| 3.2 喷嘴物理模型及边界条件 |
| 3.3 流体速度场分析 |
| 3.4 颗粒动能变化分析 |
| 3.5 喷嘴出口处磨料颗粒分布 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 磨料水射流-截齿联合破岩试验研究 |
| 4.1 破岩试验台 |
| 4.2 截齿破岩性能试验 |
| 4.3 磨料水射流-截齿联合破岩性能试验 |
| 4.4 磨料水射流-截齿联合破岩技术特性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 围压对磨料水射流-截齿联合破岩性能影响 |
| 5.1 围压对岩石力学特性的影响 |
| 5.2 磨料水射流-截齿联合破岩模型 |
| 5.3 磨料水射流-截齿联合破岩模型有效性验证 |
| 5.4 围压对磨料水射流-截齿联合破岩的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）高压水射流冲击下煤岩损伤诱导机制及分布特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 理论研究 |
| 1.2.2 实验研究 |
| 1.2.3 数值模拟 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 射流冲击下煤岩损伤特性实验研究 |
| 2.1 实验设备与材料 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 实验设计 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.3 实验结果及讨论 |
| 2.3.1 CT图像 |
| 2.3.2 图像切割 |
| 2.3.3 损伤三维重构 |
| 2.3.4 损伤场的分布特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 射流冲击煤岩数值模型 |
| 3.1 模型控制方程 |
| 3.2 几何模型、边界条件及接触准则 |
| 3.2.1 几何模型 |
| 3.2.2 边界条件 |
| 3.2.3 接触准则 |
| 3.3 本构模型及材料参数 |
| 3.3.1 本构模型 |
| 3.3.2 材料参数 |
| 3.4 数值模型验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高压水射流冲击下煤岩损伤演化规律数值模拟 |
| 4.1 损伤场时序演化 |
| 4.1.1 煤体单元损伤演化趋势 |
| 4.1.2 煤岩模型损伤场演化规律 |
| 4.2 损伤场的空间分布特性 |
| 4.2.1 损伤场的水平分布规律 |
| 4.2.2 损伤场的竖直传播规律 |
| 4.3 射流速度对损伤场的影响 |
| 4.4 岩性对损伤场的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 高压水射流冲击下煤岩应力波效应数值模拟 |
| 5.1 应力波传播的时-空效应 |
| 5.2 射流速度对应力波传播的影响 |
| 5.3 岩性对应力波传播的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 射流冲击下煤岩破坏机理 |
| 6.1 高压水射流作用下煤岩破坏机制 |
| 6.2 射流冲击下煤岩应变规律 |
| 6.3 煤岩冲孔形成及扩孔机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 磨料射流与纯水射流破岩特性的差异 |
| 7.1 磨料射流冲击煤岩对比实验 |
| 7.1.1 实验设计 |
| 7.1.2 实验结果及讨论 |
| 7.2 磨料射流冲击煤岩的数值模拟 |
| 7.2.1 数值模型的建立 |
| 7.2.2 破岩机理的差异性 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 本文主要结论 |
| 8.2 本文主要创新点 |
| 8.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
| B.作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（10）水力振荡冲击器设计及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 脉冲射流技术的研究进展 |
| 1.2.2 液动冲击器的研究进展 |
| 1.2.3 液动冲击器的现状 |
| 1.3 本文主要研究内容和研究方法 |
| 第2章 轴向旋冲破岩机理 |
| 2.1 钻头冲击破岩过程的详细描述 |
| 2.1.1 冲击对裂纹形成与扩展的影响 |
| 2.1.2 回转对裂纹形成与扩展的影响 |
| 2.1.3 冲击回转对岩石的联合作用 |
| 2.2 钻头轴向冲击单作用下破岩分析（赵伏军 动静载荷耦合作用） |
| 2.2.1 概述 |
| 2.2.2 冲击动载破岩特点分析 |
| 2.3 钻头旋转-冲击破岩的数学模型 |
| 2.3.1 冲击载荷作用的力学分析 |
| 2.3.2 冲击载荷下动态侵入断裂分析 |
| 第3章 近钻头水力振荡冲击器原理与设计 |
| 3.1 液动冲击器工作原理及特点 |
| 3.2 水力振荡冲击器结构设计 |
| 3.3 水力振荡脉冲射流冲击器的优点 |
| 第4章 水力振荡冲击器结构优化 |
| 4.1 水力振荡冲击器结构有限元优化设计 |
| 4.2 水力振荡脉冲射流冲击器的特性 |
| 第5章 水力振荡冲击器的现场试验 |
| 5.1 水力振荡冲击器的性能参数 |
| 5.2 试验过程 |
| 5.3 试验结果及分析 |
| 5.4 试验总结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介、发表文章及研究成果目录 |
| 致谢 |
四、超高压水射流辅助破岩钻孔研究进展（论文参考文献）
- [1]直旋混合射流破碎煤岩及其流场特性研究[D]. 储伟建. 安徽理工大学, 2020(03)
- [2]自旋转射流流场特性及破煤岩成孔机理研究[D]. 肖宋强. 重庆大学, 2019
- [3]水力与机械联合清洗管道技术研究[D]. 仝汉. 中国石油大学(北京), 2019(02)
- [4]高压脉冲射流辅助机械冲击破岩性能研究[D]. 孟德光. 中国矿业大学, 2019(09)
- [5]超临界二氧化碳射流作用下岩石的力学响应及增渗机制研究[D]. 孙雪. 中国石油大学(华东), 2019(01)
- [6]喷射造斜钻头的研究[D]. 蒋亚峰. 中国地质大学(北京), 2019(02)
- [7]高压水射流技术在煤层气开发中的应用研究现状及发展趋势[J]. 桂小玲. 能源与环保, 2018(08)
- [8]磨料水射流—截齿联合破岩性能研究[D]. 陈跃强. 中国矿业大学, 2018(02)
- [9]高压水射流冲击下煤岩损伤诱导机制及分布特性研究[D]. 薛永志. 重庆大学, 2018(04)
- [10]水力振荡冲击器设计及应用研究[D]. 于冰. 东北石油大学, 2017(02)