天然气水合物风琴管喷嘴空化冲击特性研究

作者：张辛; 葛家旺^*; 高嘉宝; 孟翔

来源：石油机械, 2023, 51(12): 78-84.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2023.12.012

• 天然气水合物
• 储层改造
• 空化射流
• 风琴管喷嘴
• 数值模拟
• 冲击试验

为提升空化射流技术在天然气水合物储层改造作业中的应用效果，采用数值模拟与试验研究相结合的方法，对产生空化射流的关键部件——风琴管喷嘴开展天然气水合物储层条件下空化冲击特性研究，探究围压和谐振腔直径对风琴管喷嘴空化性能的影响规律。研究结果表明：围压条件下风琴管喷嘴在内流场产生明显的“负压区”,在外流场产生漩涡低压区，有利于空化泡的生长扩散，从而产生更强的射流冲击力；保持其他条件不变，围压值越大，风琴管喷嘴在外流场中产生的空泡数量越少，存在空化泡在外流场的初始阶段便因为高压作用而溃灭，应合理控制射流靶距，增强喷嘴空蚀能力；风琴管喷嘴的谐振腔直径会对喷嘴空化冲击能力产生影响，与谐振腔直径8 mm的喷嘴相比，相同时间内谐振腔直径为10 mm的喷嘴对套管产生的冲击坑深度增加48.6%。研究结果可为天然气水合物储层条件下空化射流的应用提供一定的理论指导。

• 单位
  中国石油大学（华东）; 机电工程学院