粒子射流耦合冲击破岩建模与实验分析

发布时间：2018-10-08 14:49

【摘要】：粒子冲击破岩技术是以高速金属粒子和高速流体破岩为主,以机械钻头破岩为辅的一种新型破岩工艺。针对锥直型加速流道,建立了粒子与流体在冲击破岩过程中速度与加速度的数学模型,分析了冲击过程中能量的吸收规律,提出了单个粒子速度、粒子体积与破岩体积间的函数关系,并基于LSTC-DYNAMIC仿真平台进行了验证分析。基于自主研制的粒子冲击破岩试验装置,开展了粒子直径从0.8 mm~1.4 mm的四种不同直径粒子射流冲击破岩实验,验证了理论模型并提出了粒子体积、冲击速度、流体流速与破岩体积间的匹配关系,为该技术的现场推广提供数据支撑和理论依据。
[Abstract]:Particle impact rock breaking technology is a new rock breaking technology which is mainly composed of high speed metal particles and high speed fluid rock breakers supplemented by mechanical bits. A mathematical model of velocity and acceleration of particle and fluid during rock burst is established for cone-straight acceleration channel. The law of energy absorption during impact is analyzed, and the velocity of single particle is proposed. The functional relationship between particle volume and rock breaking volume is verified and analyzed based on LSTC-DYNAMIC simulation platform. Based on the self-developed particle impact rock breaking test device, four particle jet impingement experiments with particle diameter from 0. 8 mm~1.4 mm to 0. 8 mm~1.4 mm were carried out. The theoretical model was verified and the particle volume and impact velocity were proposed. The matching relationship between fluid velocity and rock breaking volume provides data support and theoretical basis for the field popularization of this technology.
【作者单位】： 东北石油大学机械科学与工程学院;
【基金】：黑龙江省新世纪优秀人才培养计划项目(1254-NCET-005) 黑龙江省博士后科研启动金项目(LBH-Q15018)
【分类号】：TE21

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本文编号：2257168