本发明专利技术公开了一种具有整流结构的双梯度磨料喷嘴，喷嘴本体的内部流道包括依次连接的圆柱形的入水口、收缩圆锥形的一次加速部、收缩圆锥形的二次加速部、圆柱段和扩张圆锥形的出水口，在入水口内壁表面沿着轴向均匀分布有起到整流和降低喷嘴内部湍流扰动作用的多个凸起肋，凸起肋延伸到一次加速部的收缩圆锥面，一次加速部的收缩圆锥面角度大于二次加速部的收缩圆锥面角度，形成两级梯度加速，流体和磨料颗粒在通过一次加速部和二次加速部后得到充分加速，双梯度的设计能够有效提高喷嘴射流速度，增强射流的破坏效果，并且缩短了喷嘴的轴向尺寸，使得喷嘴在井眼等尺寸狭小的空间中得以应用。
【技术实现步骤摘要】
一种具有整流结构的双梯度磨料喷嘴
本专利技术涉及水射流技术，具体涉及一种具有整流结构的双梯度磨料喷嘴。
技术介绍
磨料水射流技术是磨料射流的一种，它是以水或其它液体为介质，利用高压发生装置获得巨大能量，磨料微粒被高压水射流加速，通过供料与混合装置加入到高压水束中，形成两相混合射流，依靠磨料和高压水束的高速冲击磨削的工艺。磨料水射流一般可分为前混合式磨料水射流、后混合式磨料水射流、外混合式磨料水射流以及磨料浆体射流。在前混合式磨料水射流中，磨料与高压水能充分混合，有利于水对磨料的能量传输，具有较高的切割破碎效率，在易燃易爆环境、石油天然气井下作业、煤层割缝作业等场合应用广泛。磨料经历了三个加速阶段，第一阶段是在高压管路中的加速，第二阶段是在喷嘴内的加速，第二阶段是在喷嘴外流场的加速。其中喷嘴的几何结构对磨料最终射流速度起着至关重要的作用。目前典型的高压磨料喷嘴为Niknov喷嘴(锥直型喷嘴)，其收敛角存在最优值，通过理论计算和工程实践分析认为在13°～14°为好。但采用此收敛角会导致喷嘴总体长度较长，在一些尺寸较小的环境中使用受到限制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供了一种具有整流结构的双梯度磨料喷嘴，适用于狭小空间，轴向尺寸较短，磨料射流速度更高。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种具有整流结构的双梯度磨料喷嘴，喷嘴本体的内部流道包括依次连接的圆柱形的入水口、收缩圆锥形的一次加速部、收缩圆锥形的二次加速部、圆柱段和扩张圆锥形的出水口，在入水口内壁表面沿着轴向均匀分布有起到整流和降低喷嘴内部湍流扰动作用的多个凸起肋，凸起肋延伸到一次加速部的收缩圆锥面，一次加速部的收缩圆锥面角度大于二次加速部的收缩圆锥面角度，形成两级梯度加速。所述凸起肋的横截面为V字形、梯形或矩形，均布4～8个。所述入水口轴向长度为圆柱段直径d1的2.5～4.5倍，一次加速部收缩圆锥面角度为θ1为35°～45°，二次加速部收缩圆锥面角度在θ2为6°～15°，圆柱段轴向长度为圆柱段直径d1的2.5～3.5倍，出水口为扩张圆锥面角度为45°～60°。所述凸起肋径向高度为入水口直径d2的六分之一到四分之一，凸起肋从入水口延伸到一次加速部，但不超过一次加速部。所述凸起肋为4个，横截面为V字形，使入水口在径向剖面呈十字形。一种具有整流结构的双梯度磨料喷嘴，其特征在于，喷嘴本体的内部流道包括依次连接的作为入水口的收缩圆锥形的一次加速部、收缩圆锥形的二次加速部和作为出水口的圆柱段，在一次加速部内壁表面沿着轴向均匀分布有起到整流和降低喷嘴内部湍流扰动作用的多个凸起肋，一次加速部的收缩圆锥面角度大于二次加速部的收缩圆锥面角度，形成两级梯度加速。所述凸起肋的横截面为V字形、梯形或矩形，圆周均布4～8个。所述一次加速部轴向长度为圆柱段直径d11的2.5～4.5倍，一次加速部收缩圆锥面角度为θ11为35°～45°，二次加速部收缩圆锥面角度在θ12为6°～15°，圆柱段轴向长度为圆柱段直径d11的2.5～3.5倍。所述凸起肋径向高度为入水口直径d12的八分之一到四分之一，凸起肋从入水口开始，长度为一次加速部锥面表面长度的二分之一到四分之三。本专利技术的有益效果是：通过在喷嘴流体入口处布置整流部，迫使流体沿径向流动，减小周向上流体湍流干扰，使流体和磨料颗粒(在某些环境中主管路流体流向和喷嘴内流体流向呈90°夹角)在喷嘴内部迅速整流，提高射流的集束性。流体和磨料颗粒在通过一次加速部和二次加速部后得到充分加速，双梯度的设计能够有效提高喷嘴射流速度，增强射流的破坏效果，并且缩短了喷嘴的轴向尺寸，使得喷嘴在井眼等尺寸狭小的空间中得以应用。附图说明图1是本专利技术实施例一的V形整流双梯度喷嘴的结构示意图；图2是本专利技术实施例一的左视图；图3是本专利技术实施例二的板形整流双梯度喷嘴的结构示意图；图4是本专利技术实施例二的左视图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1、2所示，本专利技术的具有整流结构的双梯度磨料喷嘴，喷嘴本体2的内部流道包括依次连接的圆柱形的入水口1、收缩圆锥形的一次加速部3、收缩圆锥形的二次加速部4、圆柱段5和扩张圆锥形的出水口6，在入水口1内壁表面沿着轴向均匀分布有起到整流和降低喷嘴内部湍流扰动作用的多个凸起肋7，凸起肋7延伸到一次加速部3的收缩圆锥面，一次加速部3的收缩圆锥面角度大于二次加速部4的收缩圆锥面角度，形成两级梯度加速。所述凸起肋7的横截面为V字形、梯形或矩形，均布4～8个。所述入水口1轴向长度为圆柱段5直径d1的2.5～4.5倍，一次加速部3收缩圆锥面角度为θ1为35°～45°，二次加速部4收缩圆锥面角度在θ2为6°～15°，圆柱段5轴向长度为圆柱段5直径d1的2.5～3.5倍，出水口6为扩张圆锥面角度为45°～60°。所述凸起肋7径向高度为入水口直径d2的六分之一到四分之一，凸起肋7从入水口1延伸到一次加速部4，但不超过一次加速部3。优选，所述凸起肋7为4个，横截面为V字形，使入水口1在径向剖面呈十字形。如图3、4所示，本专利技术的具有整流结构的双梯度磨料喷嘴，喷嘴本体12的内部流道包括依次连接的作为入水口的收缩圆锥形的一次加速部13、收缩圆锥形的二次加速部14和作为出水口的圆柱段15，在一次加速部13内壁表面沿着轴向均匀分布有起到整流和降低喷嘴内部湍流扰动作用的多个凸起肋17，一次加速部13的收缩圆锥面角度大于二次加速部14的收缩圆锥面角度，形成两级梯度加速。所述凸起肋17的横截面为V字形、梯形或矩形，圆周均布4～8个。所述一次加速部13轴向长度为圆柱段15直径d11的2.5～4.5倍，一次加速部13收缩圆锥面角度为θ11为35°～45°，二次加速部4收缩圆锥面角度在θ12为6°～15°，圆本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有整流结构的双梯度磨料喷嘴，其特征在于，喷嘴本体(2)的内部流道包括依次连接的圆柱形的入水口(1)、收缩圆锥形的一次加速部(3)、收缩圆锥形的二次加速部(4)、圆柱段(5)和扩张圆锥形的出水口(6)，在入水口(1)内壁表面沿着轴向均匀分布有起到整流和降低喷嘴内部湍流扰动作用的多个凸起肋(7)，凸起肋(7)延伸到一次加速部(3)的收缩圆锥面，一次加速部(3)的收缩圆锥面角度大于二次加速部(4)的收缩圆锥面角度，形成两级梯度加速。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有整流结构的双梯度磨料喷嘴，其特征在于，喷嘴本体(2)的内部流道包括依次连接的圆柱形的入水口(1)、收缩圆锥形的一次加速部(3)、收缩圆锥形的二次加速部(4)、圆柱段(5)和扩张圆锥形的出水口(6)，在入水口(1)内壁表面沿着轴向均匀分布有起到整流和降低喷嘴内部湍流扰动作用的多个凸起肋(7)，凸起肋(7)延伸到一次加速部(3)的收缩圆锥面，一次加速部(3)的收缩圆锥面角度大于二次加速部(4)的收缩圆锥面角度，形成两级梯度加速。
2.根据权利要求1所述具有整流结构的双梯度磨料喷嘴结构，其特征在于，所述凸起肋(7)的横截面为V字形、梯形或矩形，均布4～8个。
3.根据权利要求1所述具有整流结构的双梯度磨料喷嘴结构，其特征在于，所述入水口(1)轴向长度为圆柱段(5)直径d1的2.5～4.5倍，一次加速部(3)收缩圆锥面角度为θ1为35°～45°，二次加速部(4)收缩圆锥面角度在θ2为6°～15°，圆柱段(5)轴向长度为圆柱段(5)直径d1的2.5～3.5倍，出水口(6)为扩张圆锥面角度为45°～60°。
4.根据权利要求1所述具有整流结构的双梯度磨料喷嘴结构，其特征在于，所述凸起肋(7)径向高度为入水口直径d2的六分之一到四分之一，凸起肋(7)从入水口(1)延伸到一次加速部(4)，但不超过一次加速部(3)。
5.根据权利要求2所述具有整流结构的双...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨文领，张恒，陈世春，张立娜，于学良，王玥，刘洋，张秀青，雷中清，徐敏，张华，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。