The destruction of rock under the condition of a close submerged jet has become a hot topic of scientific research and engineering application in the past decade. With the unremitting efforts of a large number of experts and scholars around the world, gratifying progress has been made in the research of computational fluid dynamics (CFD) on the internal and external flow fields of the jet nozzle, the theoretical derivation of rock mechanics on the fracture initiation and propagation criteria of hydraulic fracturing, and the numerical simulation of jet erosion mechanism under the coupling of fluid and solid fields, however, for the rock mechanics hydraulic fracturing cutting engineering scale of non-oil drilling fracturing technology, the research on the fluid-solid coupling boundary conditions of fracturing fluid and hard dense rock under the flow state conditions of the submerged field inside and outside the borehole is not sufficient. In the calculation of the fluid-solid coupling boundary flow field under the non-submerged jet state, the control equation with Reynolds number between 2300-4000 shall be selected, while it belongs to the laminar flow state in the stage of hole sealing and pressurised fracturing. Therefore, Von-Mises equivalent plastic stress is selected in the mechanical model to calibrate the failure state of the rock-solid boundary, and the control equations of laminar flow and turbulent flow are selected to calibrate the fluid boundary. The mechanism of different stages of rock breaking by hydraulic fracturing jet can be further analysed in detail, and Comsol 6.0 multi-physical field simulation software is selected for verification. The research results will help deepen the understanding of rock breaking mechanism by jet and optimise the selection of parameters for field construction.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents properties and operational conditions for a high-pressure hydro-abrasive jet used for surface treatment. Methods of the assessment of abrasive grain distribution in such a high-pressure jet are discussed in. Basing on experiments and analytical consideration, dependences occurring between grain’s traces distribution after hitting the surface and grains distribution inside such a jet were evaluated. Formulas derived on that let to calculate grains number and their distribution in a jet basing on their traces left inside the surface after single jet spray passage upon treated material. The present findings illustrate conditions necessary to form the hydro-abrasive jet with the most favourable distribution of abrasive grains conditioning the efficiency of surface treatment.
PL
W artykule omówiono właściwości oraz uwarunkowania pracy wysokociśnieniowej strugi wodno-ściernej stosowanej do obróbki powierzchni. Zaprezentowano metodykę oceny rozmieszczenia ziaren ściernych wewnątrz takiej wysokociśnieniowej strugi. Na podstawie eksperymentów i rozważań analitycznych określono zależności występujące pomiędzy rozkładami śladów uderzeń ziaren o powierzchnię obrabianą a rozmieszczeniem ziaren wewnątrz takiej strugi wodno-ściernej. Wyprowadzone wzory pozwalają na obliczenie zawartości i rozkładów ziaren ściernych w takiej strudze na podstawie analizy śladu pozostawianego po jej jednorazowym natrysku na powierzchnię obrabianego materiału. Przedstawione wyniki badań ilustrują warunki tworzenia strugi wodno-ściernej o najkorzystniejszych rozkładach cząstek ściernych, determinujących skuteczność operacji obróbki powierzchniowej.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.