粒子射流耦合冲击破岩数值分析与实验研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 创新点摘要 | 第9-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-26页 |
| 1.1 课题来源 | 第13页 |
| 1.2 课题研究的目的和意义 | 第13-15页 |
| 1.3 粒子冲击钻井技术国内外研究现状 | 第15-24页 |
| 1.3.1 粒子冲击钻井技术工作原理 | 第15-17页 |
| 1.3.2 粒子冲击破岩技术应用现状 | 第17-22页 |
| 1.3.3 高压水射流辅助破岩机理研究 | 第22-24页 |
| 1.4 论文的主要研究内容 | 第24-26页 |
| 第二章 粒子冲击破岩数值模拟分析 | 第26-36页 |
| 2.1 数值分析模型的建立 | 第26-27页 |
| 2.2 粒子冲击岩石过程(以垂直入射为例) | 第27-30页 |
| 2.3 粒子冲击破岩效果分析 | 第30-35页 |
| 2.3.1 粒子冲击速度对破岩体积的影响 | 第30-31页 |
| 2.3.2 粒子冲击速度对破岩深度的影响 | 第31-32页 |
| 2.3.3 粒子入射角度对破岩体积的影响 | 第32-33页 |
| 2.3.4 粒子入射角度对破岩深度的影响 | 第33页 |
| 2.3.5 粒子直径对破岩体积的影响 | 第33-34页 |
| 2.3.6 粒子直径对破岩深度的影响 | 第34-35页 |
| 2.4 本章小结 | 第35-36页 |
| 第三章 粒子射流冲击速度建模与仿真分析 | 第36-51页 |
| 3.1 流体携带粒子受力分析 | 第36-37页 |
| 3.2 粒子在直管柱中的运动方程 | 第37-39页 |
| 3.3 粒子在喷嘴中的运动方程 | 第39-40页 |
| 3.4 喷嘴流道母线方程 | 第40-48页 |
| 3.4.1 喷嘴母线模型 | 第40-43页 |
| 3.4.2 喷嘴流道母线分析 | 第43-44页 |
| 3.4.3 喷嘴压降模型和能量转换效率模型 | 第44-46页 |
| 3.4.4 喷嘴的参数优化及流场仿真 | 第46-48页 |
| 3.5 粒子在等速核中加速度 | 第48-50页 |
| 3.6 本章小结 | 第50-51页 |
| 第四章 粒子射流耦合冲击破岩数学建模与仿真 | 第51-92页 |
| 4.1 粒子射流冲击破岩应力与破碎区域分析 | 第51-67页 |
| 4.1.1 粒子冲击破岩的应力模型 | 第51-58页 |
| 4.1.2 粒子射流耦合冲击岩石应力建模与分析 | 第58-62页 |
| 4.1.3 粒子反流冲击破岩的应力模型 | 第62-64页 |
| 4.1.4 粒子连续射流耦合冲击破岩区域 | 第64-66页 |
| 4.1.5 耦合冲击破岩宽度计算仿真 | 第66-67页 |
| 4.2 粒子射流耦合冲击破岩体积建模与分析 | 第67-74页 |
| 4.2.1 粒子入射角度与能量吸收率关系 | 第69-70页 |
| 4.2.2 粒子体积与能量吸收率关系 | 第70-71页 |
| 4.2.3 粒子射流冲击破岩体积建模 | 第71-74页 |
| 4.3 粒子射流耦合冲击破岩深度建模与分析 | 第74-91页 |
| 4.3.1 粒子射流冲击破岩建模 | 第75-80页 |
| 4.3.2 数值建模与模拟仿真 | 第80-89页 |
| 4.3.3 数值模拟与计算仿真结果分析 | 第89-91页 |
| 4.4 本章小结 | 第91-92页 |
| 第五章 粒子射流耦合冲击破岩实验装置研制 | 第92-101页 |
| 5.1 实验装置总体结构 | 第92-93页 |
| 5.2 系统功能与总体参数 | 第93-95页 |
| 5.2.1 各子系统主要功能 | 第94页 |
| 5.2.2 总体参数 | 第94-95页 |
| 5.3 关键部件及功能 | 第95-100页 |
| 5.3.1 泥浆泵动力系统 | 第95页 |
| 5.3.2 模拟顶驱 | 第95-96页 |
| 5.3.3 模拟井底 | 第96-98页 |
| 5.3.4 粒子高压掺入装置 | 第98页 |
| 5.3.5 循环水箱 | 第98-99页 |
| 5.3.6 电气控制与安全保障 | 第99-100页 |
| 5.4 本章小结 | 第100-101页 |
| 第六章 粒子射流耦合冲击破岩实验与分析 | 第101-123页 |
| 6.1 实验材料 | 第101-102页 |
| 6.2 实验流程 | 第102-103页 |
| 6.3 冲击破岩样本宏/微观形貌 | 第103-105页 |
| 6.4 射流速度、粒子直径与破岩深度实验与分析 | 第105-108页 |
| 6.4.1 破岩深度实验 | 第105-106页 |
| 6.4.2 实验结果与仿真结果对比分析 | 第106-108页 |
| 6.5 粒子射流冲击破岩宽度实验与分析 | 第108-112页 |
| 6.5.1 粒子速度、粒子直径和破岩宽度关系实验 | 第108-110页 |
| 6.5.2 射流角度和破岩宽度关系实验 | 第110-111页 |
| 6.5.3 实验结果与仿真结果对比分析 | 第111-112页 |
| 6.6 射流速度、粒子直径与破岩体积实验与分析 | 第112-114页 |
| 6.6.1 破岩体积实验 | 第112-113页 |
| 6.6.2 实验与仿真结果对比分析 | 第113-114页 |
| 6.7 粒子体积百分比与破岩效率实验与分析 | 第114-115页 |
| 6.8 射流角度破岩效率实验与分析 | 第115-117页 |
| 6.9 粒子射流破岩与机械破岩钻压对比实验 | 第117-119页 |
| 6.10 粒子射流与磨料射流冲击破岩对比实验 | 第119-121页 |
| 6.11 粒子射流冲击破岩靶距穿透能力实验 | 第121页 |
| 6.12 本章小结 | 第121-123页 |
| 结论 | 第123-125页 |
| 参考文献 | 第125-130页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 | 第130-131页 |
| 致谢 | 第131-132页 |
