硬质合金脉冲喷嘴
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- 发布于 2015年8月05日 星期三 17:47
- 作者：xiaobin
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随着高压射流技术在油气钻井中的应用，钻井速度得到了显著提升，“水力机械”的出现也使得相关人员对于开发连续射流喷嘴有了新的进展。但是它的破岩效率仍然难以满足人类对高效率的追求，且加长的喷嘴极易断裂，应用范围也受到了局限。为了克服射流持续能量小、打击力不足等缺点，国内外研究人员研制出了硬质合金脉冲喷嘴，以期达到更高的钻井效率。其原理就是射流由喷嘴上段内的异流进水腔，经上、下两个撞面反射，上撞面的反射压力波与向下运动的水流压力波的初相相等，形成波形叠加，与下撞面反射的射流相碰，产生强大的圆形剪切应力，使高喷射流剪切瞬时真空形成交替的水弹，真空中产生的高压再将水弹以高速度排出，形成不连续的水弹射流，从而克服了现有连续射流喷嘴持续能量小、喷射距离不足的缺点，提高了射流的瞬时打击力和有效喷射距离。
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硬质合金水煤浆喷嘴损坏机理研究（三）
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- 发布于 2015年8月05日 星期三 17:44
- 作者：xiaobin
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而对于硬质合金水煤浆喷嘴的中间以及出口部位则与入口部位不同，其属于低角冲蚀区。硬质合金虽然有着良好的硬度以及韧性，但是却属于脆性材料。而脆性材料在低角冲蚀的情况下具有较好的抗冲蚀性能。水煤浆是一种兼具软、硬磨料的混合物，当水煤浆粒子以几乎为零度的冲蚀角度在喷嘴表面高速滑行时，其中的硬质粒子对喷嘴表面产生微观的切削作用。相反，硬度相对较低的粒子则对喷嘴表面有一定的研磨和抛光的作用。有实验通过对YG8硬质合金水煤浆喷嘴在室温下和高温环境下进行了对比，结果磨损的情况大致相同，即在室温和高温下硬质合金水煤浆喷嘴的损坏机理基本相同。其主要表现为晶粒脱落、研磨损伤和脆性断裂。
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硬质合金水煤浆喷嘴损坏机理研究（一）
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- 发布于 2015年8月05日 星期三 17:40
- 作者：xiaobin
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硬质合金水煤浆喷嘴是水煤浆燃烧器的关键部件之一。在水煤浆的雾化燃烧过程中，硬质合金喷嘴既要承受煤粉中黄铁矿、石英灯多种高硬质粒子对它的高速冲击，又要承受高温环境以及温度变化所带来的热冲击。为了减小水煤浆进入喷嘴时的阻力，喷嘴一般设有一定的入口角（收缩角），其入口角的增大喷嘴的磨损量也会明显增大。水煤浆对喷嘴入口部位的冲蚀速度较高，冲蚀角度的变化范围也较大，冲蚀磨损最为严重。但是随着冲蚀过程的继续，喷嘴孔径逐渐变大，喷嘴内孔中的凸起部位被磨平变钝，其内孔形状逐渐变成适应水煤浆流动的自然形态，磨损情况也会趋于平稳状态。此外，随着雾化气孔数量的增多，喷嘴的磨损也会相应减少。这是由于在高速气流的冲击下，破碎的水煤浆滴被挤压到雾化气孔之间的壁面处，从而对壁面产生高速的冲蚀磨损。适当地增加雾化气孔的数量，使雾化气孔呈对称分布并缩小了气孔间的距离，从而减少喷嘴受浆滴冲击的面积，保护喷嘴内壁减少了磨损。
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硬质合金水煤浆喷嘴损坏机理研究（二）
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- 发布于 2015年8月05日 星期三 17:42
- 作者：xiaobin
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随着雾化气压力的提高，会增大水煤浆中冲蚀粒子对喷嘴的冲击速度和动能，其产生对喷嘴的破坏力也就越大，所以在保证水煤浆充分雾化的前提下，应尽可能减少雾化气压力有助于减少喷嘴的磨损，延长喷嘴的使用寿命。YG8硬质合金喷嘴在水煤浆雾化燃烧过后中内孔磨损表面，在其喷嘴入口部位磨损后的表面高低不平，出现许多空洞和凸峰，而喷嘴的中间和出口部位的磨损表面显得较为光滑。这是由于喷嘴入口部位属于高角冲蚀区，冲蚀粒子对该部位的冲蚀速度最高，冲击能量也最大，YG8合金中含有的金属粘结相Co在硬质粒子的高速冲击下易发生塑性变形而被冲蚀，从而在冲蚀磨损表面形成许多空洞和凹坑，留下凸起的硬质相颗粒因失去支撑而发生脆性断裂并逐渐脱落。
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硬质合金扇形与锥形喷嘴的对比
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- 发布于 2015年8月05日 星期三 17:33
- 作者：xiaobin
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硬质合金扇形喷嘴一般能产生较高的冲击力，其边沿界定十分清楚。喷雾的角度一般在0°-65°之间。扇形喷嘴具有液雾分布均匀、液滴大小中等的特点。从生产工艺上来看，硬质合金扇形喷雾喷嘴的喷孔是经过精细工艺制成，可以很精确地控制流率。同时在其喷嘴上带有凹槽以防止损坏，在喷嘴的内部还装有内部导向叶片，通过该叶片作用可以稳定液体涡流以产生最大的喷射均匀性。此外，在扇形喷雾喷嘴上还有一个铣削过的平台与喷雾平面平行。所以相比之下，硬质合金扇形喷嘴在选材和工艺流程上都具有较精确的质量控制。
而硬质合金锥形喷雾喷嘴的喷射区域一般呈圆形，其最大的特点是能在大范围流量和压力下产生分布均匀、液滴大小为中等到偏大的喷雾，喷雾的角度在30°-120°之间。再设计制造工艺方面，锥形喷雾喷嘴的制造也相当精密，其独特的叶片设计保证了大而畅通的流道以及先进的喷流控制特性。硬质合金锥形喷雾喷嘴能够做到对一个区域进行完全喷流应用的覆盖，尤其在表面处理方面为产品质量和生产效率的提高做出了极大贡献。
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