基于它激振荡增大水力能量的理论研究

水力它激振荡是利用钻井环空流体作为它激源来增大井底水力能量。对水力它激的作用方式、扰动波特性、激励条件和共振腔内流体流动特性理论模型进行了较全面的理论分析。结果表明,k—ε方程的非线性模型能够很好地描述水力它激共振腔的紊流流动特性。理论模拟结果与实验结果十分吻合,它激振荡比自激振荡平均增大水力能量20%左右,瞬时能量增大1倍多。     

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振荡腔室内流场特性是研究钻井水力它激振荡的重要内容。文章首次把数值模拟的方法应用到对它激振荡腔室内流场的研究中，采用湍流的Girimaji非线性模型能很好地模拟腔室内的流场。通过数值模拟，描述了腔室内流场的特性，找出了它激振荡腔室自增流量与腔室结构参数及流体性质之间的关系。模拟结果表明：腔室结构和流体性质对自增流量有着很大的影响，并且规律性很强。喷嘴直径比值和上喷嘴流量是最主要的两个因素，在模拟条件下，最优喷嘴直径比值为1.5，自增流量随着入口流量的增加而增大。流体性质具有一定影响。