相對(duì)于常規(guī)煤層氣儲(chǔ)層,傳統(tǒng)的改造工藝易造成喉孔堵塞,并傷害儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)。為了提高產(chǎn)量,需要對(duì)堵塞的喉孔進(jìn)行疏通。液流空化技術(shù)是利用空化泡潰滅產(chǎn)生瞬時(shí)高能量和高熱量來(lái)貫通煤層孔隙,達(dá)到解堵目的的一種物理增產(chǎn)方法。本文以適用于煤層氣的液流空化解堵增產(chǎn)工具為研究對(duì)象,通過(guò)理論計(jì)算、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法來(lái)研究適用于煤層氣解堵增產(chǎn)工具結(jié)構(gòu)特點(diǎn),并根據(jù)研究結(jié)果對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)空化與蒸發(fā)和沸騰的區(qū)別,判斷空化效應(yīng)的產(chǎn)生條件,為了解空化效應(yīng)對(duì)煤儲(chǔ)層的影響,建立空泡動(dòng)力學(xué)模型,并分析了流體黏性、壓縮性、壁面及壓力梯度對(duì)空泡潰滅的影響,得到了空泡壁面運(yùn)動(dòng)方程。針對(duì)空化波在煤儲(chǔ)層傳播特點(diǎn)、煤儲(chǔ)層特性和煤層氣賦存特性,通過(guò)解堵工具及配套工藝的實(shí)施,改善煤巖儲(chǔ)層的滲透率,增加煤體裂縫,以達(dá)到增產(chǎn)的目的。通過(guò)對(duì)空化解堵機(jī)理的分析,設(shè)計(jì)出噴射式、環(huán)腔式、擾流式三種流場(chǎng)的增產(chǎn)工具,并計(jì)算出相應(yīng)的尺寸;通過(guò)CFD數(shù)值模擬,建立了增產(chǎn)工具的幾何模型,分析結(jié)構(gòu)、流速、腔徑比和噴口直徑對(duì)空化性能的影響,優(yōu)化了解堵工具的結(jié)構(gòu);通過(guò)空化射流試驗(yàn)臺(tái),模擬儲(chǔ)層環(huán)境來(lái)驗(yàn)證這一結(jié)果。結(jié)果表明:三種流場(chǎng)結(jié)構(gòu),噴射式能量轉(zhuǎn)化效率最高... 

【文章來(lái)源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線

研究單個(gè)空泡可建力學(xué)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。按照空化泡單一或者多個(gè)可數(shù)的空化泡，而霧狀。及觀測(cè)方法進(jìn)行了介紹：（1）目氣態(tài)的空化云；（2）光學(xué)法，照后，透過(guò)空化泡的強(qiáng)度變化，液體，投影在固體表面，會(huì)產(chǎn)生高速攝像機(jī)，通過(guò)高速攝像機(jī)可直出空化泡形態(tài)；（5）水聽(tīng)器法水下噪聲的大小，來(lái)判斷空化的氣泡進(jìn)行分析，氣泡內(nèi)部是氣體和氣壓強(qiáng)等于氣泡外的環(huán)境壓強(qiáng)，此況，空泡平衡可見(jiàn)圖 2-1。

圖 2-2 空泡潰滅時(shí)的臨界半徑得氣泡失穩(wěn)臨界半徑R臨[51]:0 00023 ( )2vR p pRR R 臨半徑0R 時(shí)液體的壓強(qiáng)。對(duì)于單個(gè)氣泡來(lái)說(shuō)，就會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)他超過(guò)臨界半徑時(shí)，就會(huì)破發(fā)育，直至再一次達(dá)到臨界半徑后破裂，形成是非常劇烈的，氣泡壁的運(yùn)動(dòng)也非常迅速，非它的縮塌速度也是驚人的。聲波的本質(zhì)是以聲速時(shí)，能量在空間積壓，形成沖擊波。沖擊波擊波也是形成連續(xù)空化的原因，高速脈動(dòng)的空會(huì)有沖擊作用，加速了孔隙裂縫的形成。igh 方程兩邊進(jìn)行積分，可求得氣泡壁壓縮速2 3032( )( 1)3Rp pRR R

【參考文獻(xiàn)】：
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