石油工程中新型自振空化射流的理論與應(yīng)用

水射流技術(shù)中的自振空化射流技術(shù)在石油工程的應(yīng)用最為普遍，該技術(shù)的工作原理即利用流體自振，實現(xiàn)斷續(xù)性射流的轉(zhuǎn)變。壓力較低是射流中渦環(huán)流的顯著特征，存在空化的狀況，在鉆井過程中可以快速清除粉碎巖石，提高工作效率。
 
自振空化射流主要是參考水聲學原理、流體瞬態(tài)理論，在不同種類噴嘴諧振腔的出口收縮斷面中，流體通過時會出現(xiàn)一定的壓力激動，穩(wěn)定的液體在不斷反射和壓力脈動疊加的過程中，最終會形成駐波。在諧振腔中，完成壓力激動反饋過程后就會發(fā)生共振，導(dǎo)致反饋壓力振蕩和空化現(xiàn)象。具體應(yīng)用領(lǐng)域如下：

在石油工程中進行采油、鉆進生產(chǎn)時，石油鉆井的進井、井筒地層堵塞的解堵工作都可以通過新型自振空化射流來解決，采用這種處理方式對近井地層進行處理時，可以同時形成超聲波效應(yīng)、高頻水力振蕩效應(yīng)及低頻水力沖擊效應(yīng)，提高了解堵工作效率。在鉆進過程中采用的新型自振空化射流，利用自激振蕩射流鉆頭可將鉆速在原來的基礎(chǔ)上提升35%。
 
新型自振空化射流自上世紀九十年代研發(fā)以來，在不同地區(qū)和城市得到了全面的應(yīng)用，石油礦井平均產(chǎn)油量約提升25%。在油田注水采油中，基于自振空化射流形成全新的自激波動注水技術(shù)，降低了注水環(huán)節(jié)近井底層堵塞情況的發(fā)生機率，可以實現(xiàn)解堵、注水工作的同步進行，注水壓力顯著減小，石油工程建筑成本投入大大減少，避免了后期維修工作費用的浪費。