钻孔作业中反向扩孔气动冲击器尾气携岩特性

简介

建立了由反向扩孔气动冲击器排气孔到后封头的排屑流场，运用计算流体力学理论和FLUENT仿真软件研究了冲击器工作过程中尾气的携岩特性。基于冲击器的结构和工作原理，对气固两相排屑流场进行了数值仿真模拟，进而得到流场的气相特性以及岩屑颗粒运动轨迹和浓度分布规律。结果表明：冲击器排气孔尾气进入排屑流场后流速降低，流场压力由入口到出口逐渐降低；岩屑颗粒向流场底部聚集，颗粒平均浓度沿着远离入口方向变化不大，最大浓度沿着远离入口方向逐渐下降，最终趋于平稳。分析了钻进速度和尾气流量对携岩特性的影响，结果表明：随着钻进速度的增加尾气携岩能力下降，额定工作压力0．8MPa时钻进速度应小于12．6m／h；随着尾气质量流量的增加携岩能力提高，施工时应该在保证冲击器工作性能的情况下适当增加尾气质量流量。