孔式环形射流粉液混合实验台的搭建

设计并搭建了孔式环形粉液混合实验台,用以研究新结构的混合效果。该实验台不仅可以模拟现场不同流量下环形射流喷腔负压值的变化情况、粉末吸出量和混合情况,并输出实时的压力变化曲线,同时对孔式环形粉液混合器的关键部分采用分段式安装,可以方便地改变优化后的关键结构尺寸,为将来研究不同结构尺寸对混合效果的影响提供实验支持。通过实验得到混合器动量和能量方程的修正系数。

新型粉液混配器结构分析与性能优化

现有粉液混配器存在的不足主要表现有:胍胶粉吸入不足,影响混合液黏度;混配过程中,粉包团的产生影响了压裂液质量。结合环形射流原理,设计一种新型粉液混配器,并搭建试验设备。粉液混配器的主要结构包括基液输送管、粉末吸出管、粉液混合管和混合腔等。建立粉液混配器的混合模型进行数值模拟,并进行正交试验,对混配器结构进行优选。结果表明,流体流经加速区域产生的负压约为0.087 4 MPa,固液两相混合均匀。按照优选的结构尺寸得到的负压可达0.0728 MPa,能达到理论值的83.3%,且压裂液中无粉包团产生,压裂液各项参数均符合要求,很好地达到动态混配效果。