超临界CO2直旋混合射流破岩机理及喷嘴结构影响规律

来源：振动与冲击杂志2025年第1期北京时间：

作者：薛永志，李俊lijunyx999，丁亮亮，罗旺，赵耀

单位：西南石油大学机电工程学院， 成都610500

摘要：超临界CO2直旋混合射流综合了超临界CO2射流和直旋混合射流的技术优势，是油气资源勘探开发的新型破岩工具。基于流-固-热耦合理论，建立了超临界CO2直旋混合射流破岩的三维计算模型，研究了超临界CO2直旋混合射流破岩机理。结果表明，超临界CO2直旋混合射流兼具正向冲击、径向张力、周向剪力和热应力作用；热应力的存在显著提升岩石所受的Mises应力，但增幅会随冲击时间的延续而变弱。将冲蚀作用和漫流作用作为重要参量，分析了不同喷嘴结构参数对射流流场特性的影响。发现螺旋槽开口角度为45°，中心孔直径为2 mm，螺旋槽个数为4个和叶轮螺旋角度为60°时，射流的流场特性呈最优状态。研究结果可为超临界CO2直旋混合射流的优化应用提供参考。<br>

关键词：射流破岩；超临界CO2；直旋混合射流；喷嘴结构