高压水射流破岩钻孔过程的理论研究

对高压水射流破岩钻孔的试验结果、岩石内孔隙流体的运动规律以及水射流破岩过程中的能量分布变化趋势进行了分析 ,对高压水射流破岩钻孔过程进行了系统的研究。研究结果表明 ,高压水射流破岩钻孔过程分为两个阶段 ,初期以应力波作用为主 ,形成岩石损伤破坏的主体 ;后期以射流准静态压力作用为主 ,主要是使岩石孔眼直径扩大。水射流破岩钻孔过程中射流和岩石的相互作用以界面耦合为主 ,水射流的冲击载荷在岩石内产生的应力波和射流准静态压力共同作用使岩石破碎 ,其中应力波的作用占主导地位。     

高压水射流破岩钻孔过程的理论研究

对高压水射流破岩钻孔的试验结果、岩石内孔隙流体的运动规律以及水射流破岩过程中的能量分布变化趋势进行了分析，对高压水射流破岩钻孔过程进行了系统的研究。研究结果表明，高压水射流破岩钻孔过程分为两个阶段，初期以应力波作用为主，形成岩石损伤破坏的主体；后期以射流准静态压力作用为主，主要是使岩石孔眼直径扩大。水射流破岩钻孔过程中射流和岩石的相互作用以界面耦合为主，水射流的冲击载荷在岩石内产生的应力波和射流准静态压力共同作用使岩石破碎，其中应力波的作用占主导地位。     

新型旋转水射流钻孔技术

水射流钻孔技术是20世纪70年代发展起来的一门新技术．并广泛应用于煤炭、机械、石油、冶金、建筑、消防、化工等行业，主要用来对物料进行切割、破碎和清洗。研究表明：水射流钻孔法被认为是最有潜力、效率最高、能量传输方便、易于实现的新型钻孔方法，在工作压力103MPa的情况下．高压水射流钻进的速度是普通回转钻头的2～4倍。     

连续管辅助径向射流钻孔延伸极限

水力喷射径向钻孔技术是一种利用高压水射流的方式在主井眼中横向钻出微小孔眼的钻完井技术.通过高压水力喷射形成的微小孔眼可以提高井筒与储层间的接触面积,经济而有效地提高油气采收率.建立了水力摩阻与机械摩阻相结合的径向钻孔延伸极限模型,分析了径向射流钻孔的极限延伸范围.研究结果表明:排量是影响软管延伸长度的主要因素,随着软管...     

高压水射流自旋式割缝技术在柿花田煤矿的应用

瓦斯治理的根本措施是抽放,然而应用单一钻孔预抽瓦斯,钻孔直径是决定抽放效果的关键因素.孔径小,其自由面小,瓦斯的排放速度低,等待开采的时间较长,影响了矿井的生产效率,而孔径又不能太大,否则在煤层综合应力下,孔的形成和孔的稳定性会受到破坏,而且孔径大的钻孔钻进速度较慢,效率较低,而且钻孔的有效煤孔段往往只占整个钻孔的一小部分,完全没有必要施工孔径较大的钻孔.介绍了一种新型高压水射流自旋式割缝技术,该技术可以有效解决上述问题.高压水射流自旋式割缝设备主要由高压水泵、水箱、高压胶管、高压密封钻杆、旋转接头、力矩喷头和喷嘴组成,该技术是在瓦斯抽采钻孔完成后,利用钻机将切割钻具输送至孔内,采取后退切割的方式,对钻孔内煤体进行切割,形成若干个垂直于钻孔方向的圆盘状缝隙,使孔内煤体暴露面积增加,同时由于高压注水作用,缝隙周围裂隙增加使煤体的透气性增强,从而有效提高抽采效率.试验发现：该技术的割缝半径为0.6～0.7m,使用该技术切割后,瓦斯涌出量大幅增加,百米瓦斯自排量和瓦斯抽放量分别是非切割钻孔的5.6和4.5倍,且衰减系数有所增加.     

基于FEM/SPH耦合的高压水射流扩孔效果分析

结合工程实际,运用有限单元法(FEM)和无网格法中光滑质点动力学方法(SPH)耦合的数值计算方法,对高压水射流扩孔过程进行模拟,确定岩体破碎区半径,分析高压水射流扩孔效果。分析结果表明高压水射流扩孔效果明显,可用来指导高压水射流扩孔技术的进一步研究及应用。     

水射流促进煤基质收缩提高煤层透气性机理分析

高压脉冲水射流割缝是新型有效的增透技术,但增透机理尚未明确,制约了其在不同赋存条件煤层中的推广应用.文中从煤基质收缩提高煤层透气性角度出发,在分析高压水射流冲击煤体的动态效应基础上,得出冲击动态方程;理论分析了在高压脉冲水射流作用下煤基质的受力状态,得出了高压脉冲水射流能够促使煤基质收缩,并推导出射流冲击力-煤基质的关系方程,在此基础上采用P-M模型,得出射流作用下煤层内瓦斯渗流方程,为高压脉冲水射流割缝增透技术的推广应用提供了理论支撑.     

高压水射流切割技术及在航空制造和维修中的应用

该文介绍了高压水射流切割技术的基本概念、工作原理、技术特点、同其他典型切割方法的技术比较以及这项技术的最新发展动向,并根据其技术特点和技术优势介绍了高压水射流切割技术在航空制造和维修领域的应用情况。     

脉冲水射流冲击起爆氯酸钾炸药的实验研究

利用实验的方法对高压脉冲水射流冲击起爆氯酸钾炸药进行了研究,通过设计一系列不同速度、不同直径的高压脉冲水射流冲击氯酸钾炸药试件,得到了高压脉冲水射流冲击起爆不同配方的氯酸钾炸药的临界速度和冲击起爆判据. 实验结果表明,高压脉冲水射流冲击氯酸钾炸药符合无约束凝聚炸药的冲击起爆判据.     

高压水射流割缝揭穿煤层关键参数研究

针对高瓦斯低透气性煤层石门揭煤过程中瓦斯抽采难的现状,提出了高压水射流割缝提高煤层透气性方法。在理论分析射流轴向速度的分布规律基础上,得出射流冲击力与煤体力学性质耦合作用关系;通过分析煤体颗粒运动、受力状态,得出钻孔倾角、水量与煤体颗粒流速之间的关系;基于连续损伤力学分析出煤体产生损伤破坏的临界值,确定了高压水射流割缝煤体有效半径;并将该技术在平顶山某矿-380 mS4〖KG-*6〗石门进行现场试验,试验结果表明钻进工程量减少了38.2%,瓦斯预抽率提高了2.86倍,预抽时间缩短了57.1%,预抽面积增加     

复合式水力粉碎装置的研究

在现有的高压水射流粉碎技术的基础上,提出了一种新型的复合式水力粉碎装置,并探讨了其粉碎机理。通过试验方法研究了高压水射流功率、研磨介质的填充量和配比、冲击时间等对该装置粉碎能力的影响。结果表明,高压水射流功率对粉碎产品具有决定性影响;研磨介质的填充量和配比影响粉碎效果,研磨介质的填充量存在最佳值;冲击时间越长,粉碎粒度越细,但冲击时间过长则生产效率下降。     

高压水射流系统动态特性试验研究

根据高压水射流系统研究需要，该文给出了所建立的ＧＹＳ—３００系统原理图及其主要装置特性。文中重点阐述了高压容器对水射流系统动态压力特性影响的试验及其结果分析。试验结果表明采用合理的选配高压容器，可使往复式增压器高压水射流系统获得良好的动态工作特性，并使所研制的水射流系统具有工业应用前景。文末还给出了该系统高压清水射流穿孔试验的有关结果。     

高压水射流割缝防治冲击地压的数值模拟

冲击地压是采矿业中突发性、瞬息难以预见的灾害,它的发生常常会造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此,研究便捷、可靠的防治方法,成为防冲减灾工作中的重要课题之一。传统的防治方法各有不足,将高压水射流割缝技术引用到防治冲击地压当中来,实现了本层煤的解放。基于ANSYS有限元软件建立高压水射流防治冲击地压的有限元模型,并对割缝后各部分的应力变化进行了数值模拟。结果表明,高压水射流割缝技术不但能够实现煤层卸压,而且卸压效果较好,具有很好的发展前景。     

井下煤层水力压裂裂缝导向机理及方法

针对井下煤层水力压裂裂缝扩展无序导致抽采效率低的问题,提出水力压裂裂缝导向方法,即采用高压水射流割定向缝导向裂缝起裂及扩展。在压裂孔周边合理布置导向钻孔,压裂孔及导向钻孔均采用水射流割缝技术在煤孔中形成定向缝隙。在地应力作用下缝隙尖端形成剪切破坏区,在内水压的作用下裂缝在缝隙尖端起裂;通过计算射流割缝缝隙水平延长方向最大主应力方向得出,裂缝在尖端起裂后沿水平方向延伸;在此基础上研发了裂缝导向技术工艺,即钻孔布置工艺、封孔工艺及压裂工艺,并成功应用于典型低透气性煤层;试验结果表明:该方法能够导向裂缝的延伸,压裂半径为25 m以上;抽采数据表明瓦斯抽放平均浓度为68%,单孔平均抽放纯量为0.037m3/min;采用裂缝导向技术后相比普通孔瓦斯抽放纯量提高了11.26倍,抽放浓度提高了2.12倍。     

高压水射流切槽煤层卸压机理

针对开采保护层不能实现本层煤解放的问题,将高压水射流切割技术应用于煤层卸压.通过应用边界理论研究高压水射流切割煤体的过程,揭示了高压水射流切槽煤层冲击地压解危机理.由于射流随喷头后退式移动,因而射流足紧贴着割开的煤层的壁面而流动,将受到固壁摩擦阻力的作用,在切槽中形成三面附壁射流.应用量级比较法和量纲和谐原理计算了射流最大流速,应用应力波在煤体中的传播理论计算了最大切割深度,并对煤体切槽后的卸压范围进行了估算.结果表明,将高压水射流切割技术用于煤层卸压,不仅能够实现本层煤的卸压而且可能克服地质条件等诸多因素的限制,煤体切槽后卸压范围可达到5 m,卸压效果较好.该方法用于煤层卸压有发展前景.     

固体推进剂在高压水射流作用下的点火模式

研究固体推进剂在高压水射流作用下的点火模式.利用压电传感器、热电偶和扫描电镜测量了丁羟固体推进剂在高压水射流作用下的压力峰值、温度和组分变化,分析了丁羟固体推进剂在高压水射流作用下的点火模式.研究结果表明,含二茂铁的丁羟固体推进剂在高压水射流作用下存在3种点火模式,其中最可能发生的是由高氯酸铵、二茂铁和水蒸气组成的混合体系被机械火花或静电火花点燃.     

高压水射流清洗工业锅炉

采用高压水射流清洗技术,清洗工业锅炉。高压水射流技术是以水为介质,经过高压发生装置形成高压,经过控制,最后通过喷咀将压力能转变为高度聚集的水射流动能以达到对结垢物的清除目的。因为是以水为介质,不加任何化学药剂,因此对被清洗物无腐蚀,对环境无污染,对完全堵塞的管子也能完全清通。这项技术已应用于换热器、各种管道及不同种类容器的结垢物清洗。     

高压水射流破岩机理研究

由于高压水射流破岩涉及的因素较多 ,且影响因素的作用规律比较复杂 ,致使其破岩机理一直未能被准确揭示 ,从而制约着水射流技术的应用和发展。对水射流破岩理论研究的状况进行了回顾 ,系统评述了水射流破岩研究中的理论要点 ,在此基础上指出水射流的冲击动载荷、岩石的动态本构关系、岩石与水射流的耦合作用以及水射流破碎岩石的数值模拟研究等是水射流破岩机理研究的发展方向 ,这对高压水射流破岩理论的深入研究和水射流技术的应用具有现实的意义     

基于高压水射流清除标线的真空回收系统仿真与试验研究

高压水射流道路交通标志线清除车是一种利用高压水射流技术清除道路废旧交通标志线的道路养护设备,辅以真空回收系统,可以在清除道路标线的同时将作业产生的废水残渣进行回收,保护环境。真空回收系统在高压水射流道路标线清除系统中具有重要作用。文章以真空回收腔为研究对象,通过模拟仿真和正交试验研究不同参数条件下真空系统的回收效果。研究表明：三个影响因素对真空系统回收率的影响大小顺序为：真空泵抽吸压力>系统射流压力>吸口离地间隙。较大的真空泵抽吸压力、较小的吸口离地间隙和较小的系统射流压力组合后可以提高系统的回收能力。     

山东省高压水射流新技术研究推广中心被批准在石油大学建设

近日 ,山东省科技厅发文 ,同意在我校建立山东省高压水射流新技术研究推广中心。其主要任务是加强与国内外的科技合作 ,积极开展超高压水射流切割清洗新技术、除垢新技术、切割成形加工及应用、破碎参数优化等技术的研究与推广。至此 ,我校在建省部级重点实验室 (工程研究中心 )已达到 2 0个山东省高压水射流新技术研究推广中心被批准在石油大学建设@焦念友