石油工程高压水射流技术ppt

四、水射流系统与参数
1. 系统组成
（1） 压力源: 高压泵、增压器、水炮等; （2） 执行和控制机构: 阀、管路、喷嘴、传动机构 （3） 工件（靶物)。
2. 射流基本参数
• 流体参数 – 射流压力
– – – – – – 喷嘴直径 喷嘴型式 射流功率 流速 流量 流体性质 射流反冲力
• 工况参数
石油工程高压水射流技术
Water Jet Technology in Petroleum Engineering
主 要 内 容
第一章 射流动力学基础和计算
第二章 石油工程水射流技术
第三章 水射流技术工业应用
第四章 结论和前景展望
第一章
射流动力学基础和计算
§1-1 绪论
§1-2 淹没水射流结构特性
2. 应用 (Applications)
主要五个方面: 1. 工业切割; 2. 挖掘, 开采, 钻探; 3. 岩石切割，掘进; 4. 表面清洗，除垢，处理; 5. 材料破碎。 十多工业部门： 煤炭 炼油 交通 冶金 土木 军工 医疗 石油 化工 铁道 机械 建筑 航天 医学 矿业 电力 船舶 轻工 民用 核工
• 学术机构和活动
1. 国际水射流技术协会 (International Society of Water Jet Technology)： International Symposium on Jet Cutting Technology, BHRA, 1972--2000, 15届。 2. 美国水射流技术协会 (Water Jet Technology Associ.)： American Waterjet Conference, 1981-01, 11届。 3. 日本水射流技术学会 (Water Jet Technology Society of Japan)： Pacific Rim International Conference on Water jet Technology, 1987--2000，6届。
6、按施载方式 连续射流: 开始峰值，后稳低； 冲击射流: 短时峰值； 混合射流：二者之间。
7、按介质相 单相射流：水，PAM+Water；
多相射流：Gas-Liquid, Solid-Liquid.
三、水射流特性与应用
1. 特点（Feature)
优点：1. 水源丰富，成本低； 2. 冷却、灭尘、润滑； 3. 精密切割、切口平整； 4. 水切削、排屑； 5. 工作参数（P、Q）易调； 6. 遥控：危险恶劣环境； 7. 可移动。 缺点：1. 功率消耗大； 2. 水溅、 潮湿; 3. 高压部件: 泵、密封、喷嘴、管、阀寿命.
1. 基本原理
高压水射流，是以水为介质，通过高压发生设备增压获得 巨大能量，经一定形状的喷嘴喷出的一股能量集中的高速水流。
2. 发展概况 50’s～60 ’s: 探索和实验阶段
50年代，人们从水力采煤和高速飞机的雨蚀现象中认识 到，提高射流压力和速度能够冲蚀较坚硬物料，并显著提高 落煤效果，从而开始了较高压力设备的研制和较高压射流的 实验。
80’s～现在: 新型高效射流，迅速发展 进入80年代以来，随着激光测速、高速摄影、流体显形、数值模拟等 先进测试和研究手段的进步，高压水射流技术研究和应用得到更迅速 发展。磨料射流、空化射流、脉冲射流、水力辅助机械破岩技术和基 础理论、切割机理、影响因素研究和分析进一步深入，并出现了气水 射流、液态金属射流、液态气（空气、氮气、二氧化碳气）射流、冰 粒射流等特种射流，其应用范围也由当初的采矿、破岩、钻孔、清洗、 除垢发展到金属和超硬材料切割、表面处理、研磨等应用领域涉及煤 炭、石油、冶金、化工、船舶、航空、建筑、电力、纺织、交通、市 政医学等十几个工业部门及核废料、海洋等危险恶劣工作环境，自动 化程度切和切割精度有了显著提高。
4. 中国劳动保护学会水射流技术专业委员会： 全国水射流技术研讨会，1979--2001，11届。
二、水射流分类
高压水射流种类很多，分类方法也多种多样，常用的以下几种：
1、按驱动压力 压力等级 低压 中压 高压 超高压 压力范围 (Mpa) 0.5 ~ 20 20 ~ 70 70 ~ 140 140 ~ 400 泵类型 离心泵, 柱塞泵 柱塞泵, 增压器 柱塞泵, 增压器 增压器, 水炮
§1-3 水射流类型与作用机理
来自百度文库
§1-4 水射流动力学计算
§1-1
绪
论
一、水射流技术原理与发展概况
高压水射流技术是近二、三十年来发展起来的一门新技术， 目前正越来越广泛地应用于煤炭、石油、化工、冶金、船舶、 航空、交通、建筑等工业部门，用以清洗、除垢、切割、破岩 等，显著提高工效，降低成本，减轻劳动强度，改善工作环境。
2、按射流介质 牛 顿 流 体: 水, 空气； 非牛顿流体: 聚合物 (CMC, PAM), 泥浆。 3、按环境介质 淹 没 射 流: 在水中或其他液体中喷射； 非淹没射流: 水在空气中喷射。
4、按射流水力学特性 稳 定 射 流: 各断面流力特性不随时间变化，仅随位置变化； 不稳定射流: 各断面流力特性不仅随时间变化，且随位置变化。 5、按固壁条件 自 由 射 流: 无固壁限制； 非自由射流: 有固壁约束。
60’s～70 ’s: 基础设备研制和水力清洗
60年代初，随着较高压力柱塞泵和增压器的问世，开始 研究射流动力学特性和喷嘴结构。 水力清洗受到重视。
70’s～80 ’s: 工业试验和应用 60年代末70年代初，美国国家科学基金资助了一项庞大的研究计划， 旨在寻求一种高效的切割破岩方法（Maurer,1980），研究人员提出 并试验了25种新方法，如电火花、电子束、激光、火焰、等离子体、 高压水射流等，最后专家们一致公认最可行有效的是高压水射流破 岩方法，后来也只有这种方法得到了实际应用。进入70年代，各国 开始大力研究高压水射流技术，使该技术进入了迅速发展的新阶段。 这期间，研究的重点是水射流破岩机理、脉冲射流特性及水射流在 切割、破岩、清洗上的应用，开始出现了水力辅助机械破岩、空化 射流、磨料射流、间断射流等新型射流技术。