水气同轴喷嘴结构对提高水射流喷射能力的影响

采用结构合理的水气同轴喷嘴可以解决气体保护内部水射流的问题,能有效提高水射流能力.通过数值模拟的方法对比3种典型的气喷嘴对水射流的影响,找出各喷嘴组合的主要缺点,经改进调整后得到优化的气喷嘴结构.通过模拟试验和现场试喷验证,优化的喷嘴结构不但能增强水射流能力,而且对气喷嘴寿命的提高也有较好的效果.

第3 7卷第 6期 21 0 1年 1 2月

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文章编号： 6 35 9 (0 10 -0 70 1 7—1 62 1) 60 4—4

水气同轴喷嘴结构对提高水射流喷射能力的影响 张彬h,立侠。黄建喜。 任，,宋志彬 (. 1渤海石油职业学院石油工程系，河北任丘 油机械厂，河北任丘

025: .中国地质大学工程技术学院， 652 2;北京 80 1; . 003 3渤海石油装备制造有限公司石 050 ) 60 0

0 2 5; .中国地质科学院勘探技术研究所， 652 4河北廊坊

摘要：采用结构合理的水气同轴喷嘴可以解决气体保护内部水射流的问题，能有效提高水射流能力.通过数值模拟的方法对比 3种典型的气喷嘴对水射流的影响，出各喷嘴组合的主要缺点，改进调整后得到优化的气喷嘴结找经构.过模拟试验和现场试喷验证，通优化的喷嘴结构不但能增强水射流能力，而且对气喷嘴寿命的提高也有较好的 效果.

关键词：水气同轴喷嘴；数值模拟；射流；水气喷嘴；射流能力 中图分类号： 8 1 TV 7文献标识码： A

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高射流能力是目前石油、地质、清洗等行业共同追求的目在淹没条件下，标.单一的水射流效果不好，而气液同轴喷嘴能实现气环保护下的水射流喷射.气环可以保护内部射流，同时在外侧阻隔淹没环境中的流体，从而能增加水射流的密集性，提高喷射的有效距离，使其在淹没环境中也具有较好的喷射 能力 . 气液同轴喷嘴应用范围广，石油钻井过程中在

桩，将所形成的桩体应用在堤坝防渗、地下隧道支撑、地下防护、地基加固等方面效果显著[. 2石油工]程中清洗油井炮眼、水下普通清洗等，均可提高效率，节约成本，并且无污染、无腐蚀. 以高压旋喷工艺为例，将气液同轴喷嘴深人软土层中喷射流体，其喷射的有效距离比单一水射流远，喷射能量大，具有较好的成桩效果.但是国内外对气液同轴喷嘴实现保护内部水射流的相关文献很

能增加破岩体积，可以应用于水下切割，流增还射大，切割搅拌土体的体积增大，喷浆后更有利于成 收稿日期：2 1—42 0 10-6

少，尤其缺乏具体的相关研究.如气液同轴喷嘴利用气环保护水射流的流场分布特点，流场与结构参数之间的联系，研究如何改进气液同轴喷嘴的方法等. 本文以河北省某水库大坝防渗中高压旋喷所采用的 多种水气同轴喷嘴结构为例，研究气体保护下水射

基金项目：中国地质科学院地质调查项目( 5 4 2 F.. )作者简介：张彬( 9 2)女， 1 8一，黑龙江林口人，博士，讲师.