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第1章 绪论1

1.1磨料两相射流的理论发展概述1

1.1.1紊动射流理论的发展历史1

1.1.2固-液两相流的研究历史3

1.2磨料两相射流切割的研究现状4

1.2.1磨粒射流切割机理研究概述4

1.2.2磨粒射流切割作用下材料失效机理研究6

1.3磨料两相射流在油井增产中的应用7

第2章 固-液两相紊流等效单相流体流动的基本方程10

2.1引言10

2.2固-液两相流连续介质双流体模式的基本方程10

2.3固体颗粒在流体流动的受力分析12

2.4固-液两相流的等效单相流体流动基本方程14

2.5固-液两相等效单相流紊流的描述方法16

2.6固-液两相等效单相紊流基本方程18

2.7紊流方程组的封闭性问题21

2.8小结22

第3章 固-液两相流圆形紊动射流理论23

3.1引言23

3.2紊动射流的形成23

3.3圆形层流射流边界层方程及其求解25

3.3.1单相圆形层流射流25

3.3.2圆形固-液两相流层流射流28

3.4单相圆形紊流边界层方程及其求解29

3.4.1紊流边界层的理论基础29

3.4.2圆形紊动射流的流速分布30

3.4.3圆形射流的紊动特性32

3.5固-液两相流紊流边界层方程34

3.6采用动量积分法求解及讨论36

3.7小结38

第4章 磨料射流对材料的打击作用41

4.1引言41

4.2磨料射流对材料破坏的作用41

4.3射流撞击材料时水击压力44

4.4金属材料在磨料射流作用下破坏机理46

4.4.1金属材料的破坏形式46

4.4.2接触应力的确定47

4.5岩石在磨料射流作用下的破坏机理51

4.5.1受冲击时岩石失效的原因51

4.5.2压缩波对岩石的破坏作用51

4.5.3磨料两相射流中声速的确定54

4.6小结56

第5章 油井割缝增产机理及有关射流工艺参数的确定58

5.1引言58

5.2油井割缝增产的机理60

5.3割缝影响区域61

5.4割缝长度对套管强度的影响64

5.5磨料射流工艺参数的确定67

5.6钢球及颗粒的沉降速度68

5.7小结70

第6章 井下磨料射流切割设备的设计研制及试验72

6.1引言72

6.2井下磨料射流割缝设备设计的改进73

6.3溢流阀的设计和研制73

6.4割缝施工工艺参数的选择75

6.5地面模拟及井下试验77

6.5.1试验配套设备及其布置77

6.5.2地面模拟试验77

6.5.3井下试验81

6.6小结83

第7章 井下磨料射流切割的应用84

7.1引言84

7.2一般油层割缝施工设计实例85

7.3其他典型情况下割缝施工89

7.3.1多层位或特厚油层进行割缝89

7.3.2割缝用于薄油层及双层套管代替射孔90

7.4井下割缝有关施工参数的确定91

7.5割缝设备用于油井扩孔92

7.5.1油井水力扩孔的来源92

7.5.2水力扩孔方法及成效93

7.6割缝设备后续使用状况95

7.6.1井下割缝深穿透试验95

7.6.2水力割缝技术水井增产应用96

7.6.3井下液力喷砂割缝技术现场应用97

7.7施工中遇到的主要问题及对策99

7.8小结101

第8章 油井中磨料射流固、液两相流场的数值模拟103

8.1磨料射流固、液两相流场的数学模型103

8.1.1磨料射流连续相的数学模型104

8.1.2磨料射流离散相的数学模型105

8.1.3磨料射流离散相与连续相耦合的数学模型106

8.2磨料射流固、液两相流场的数学模型的求解107

8.2.1磨料射流数学模型连续性方程的离散107

8.2.2磨料射流数学模型动量方程的离散110

8.3磨料射流固、液两相流场的数值模拟分析111

参考文献126