流体机械第51卷第2期2023年2月33收稿日期：2021-11-18修稿日期：2022-09-17基金项目：国家重点研发计划项目（2019YFB1504202）doi：10.3969/j.issn.1005-0329.2023.02.005旋转磨料射流喷嘴叶轮参数优化设计周秋成1，罗宁1，李健敏1，王秀伟1，刘鑫2，陈开研1，张力凡3（1.中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司，河北任丘062550；2.中国石油大学（北京）石油工程学院，北京100249；3.中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司，辽宁盘锦124010）摘要：为增强旋转磨料射流在硬岩地层高效破岩效果，喷射破岩形成较大孔径径向水平井井眼，对喷嘴叶轮参数展开了优化设计。对径向水平井井下工况旋转磨料射流流场进行模拟，研究了叶轮扭转角、长度、直径、叶片厚度和叶片数量等参数对流场速度的影响。结果表明：叶轮扭转角度为影响流场旋流强度的主要因素；减小叶轮直径或增加叶片厚度会缩小流道的过流面积，增加射流的旋转强度，直径影响最大切向速度相差15.1%，厚度影响相差44.6%；叶片数量较多会降低射流冲击速度。在本文条件下，给出了建议性优化喷嘴叶轮结构参数：叶轮扭转角度为630°，长度为30mm，直径为18mm，叶片厚度为4mm，叶片数量为3。所得结果可为径向井旋转磨料射流喷嘴优化设计提供依据。关键词：径向水平井；旋转射流；磨料射流；数值模拟；射流流场中图分类号：TH12文献标志码：AOptimizationdesignonswirlersofswirlingabrasivewaterjetnozzleZHOUQiucheng1，LUONing1，LIJianmin1，WANGXiuwei1，LIUXin2，CHENKaiyan1，ZHANGLifan3（1.PetroChinaHuabeiOilfieldCompany，Renqiu062550，China；2.CollegeofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleumBeijing，Beijing100249，China；3.PetroChinaLiaoheOilfieldCompany，Panjin124010，China）Abstract：Toenhancerockbreakingeffectsofabrasiveswirlwaterjetanddrilllargediameterradialjetdrilling（RJD）laterals，swirlergeometryparametersofnozzlearedesignedoptimally.AbrasiveswirlingvelocityofjetflowfieldunderthedownholeconditionsinRJDwellsisstudiedbynumericalsimulationmethods.Theeffectsonflowfieldvelocityofswirlingangle，length，diameter，bladethicknessandbladenumberonflowfieldvelocityarestudied.Theresultindicatesthattheincreaseofswirlingangleisthemainreasonfortheincreaseofswirlintensityintheflowfield.Thedecreaseoftheswirlerdia...
