[发明专利]一种无级可调角度的倾斜射流实验喷嘴

说明书

本发明公开一种无级可调角度的倾斜射流实验喷嘴，包括喷嘴连接体、喷嘴载体、旋转喷嘴套、喷嘴、顶丝以及紧定螺钉，适用于倾斜射流冲蚀岩石、金属等材料的实验研究。所述喷嘴连接体通过螺纹连接到实验管路中；所述喷嘴载体上开有一个倾斜一定角度的阶梯通孔，底面上印有标记线；所述旋转喷嘴套为一个阶梯轴，与所述喷嘴载体配合安装，其上开有一个倾斜一定角度的阶梯通孔，下底面上印有角度标尺，并开有两个小深度的盲孔；所述喷嘴配合安装到所述旋转喷嘴套上。本发明提供的结构简单的倾斜射流实验喷嘴，可方便、快捷地获得一定范围内的任何倾斜角度，节省大量的人力、物力和财力，为倾斜射流的相关研究提供实验支持。

技术领域：

本发明涉及一种无级可调角度的倾斜射流实验喷嘴，适用于倾斜射流冲蚀岩石、金属等材料的实验研究，属于石油钻井工程技术领域。

背景技术：

随着石油钻井技术的不断发展，倾斜射流越来越多地应用于现场施工，如射流辅助钻头机械钻井、径向水平井水力喷射钻进、喷砂射孔增产等。倾斜射流改变了垂直射流均匀向外扩散的流场分布规律，切向分速度增加了对被冲击材料的壁面剪切力，冲蚀能力强，并且减少了返回流对主来流的碰撞影响，从而减少了能量的浪费。返回流不会直接冲蚀射流喷嘴，减少了喷嘴磨损的机率。对于石油钻井，喷嘴大多倾斜地布置在钻头上，产生的倾斜射流有利于岩屑顺利排出，避免重复切削，防止产生钻头泥包。

为深入摸清倾斜射流冲蚀岩石、金属等材料的机理及过程，一般采用两种方法产生倾斜射流以开展实验研究：（1）被冲蚀面水平放置时，加工具有不同倾斜角度内流道的喷嘴或将垂直射流喷嘴以不同的角度安装到实验架上；（2）使用垂直射流喷嘴时，将材料的被冲蚀面切割成不同的角度或以不同的角度夹持固定被冲蚀材料。这两种方法均存在较大问题，加工不同倾斜角度的喷嘴或材料的被冲蚀面需花费较大的物力和财力，实验造价较大，且有些喷嘴和被冲蚀材料只被使用一次，造成一定的资源浪费；以不同角度安装喷嘴或固定被冲蚀材料则需要花费较大的人力，每装卸一次均需耗费较长时间，尤其在进行围压条件下倾斜射流的实验研究时，围压实验模拟井筒的安装空间十分有限，更是给喷嘴的安装或材料的固定带来诸多不便。

所以，现有的倾斜射流冲蚀岩石、金属等材料的实验研究方法均存在费时、费力、费资本的问题，且不能得到任何角度的倾斜射流，不仅会延误实验的进度，甚至会导致实验无法进行，影响了倾斜射流冲蚀材料机理的全面揭示，制约了其在钻头喷嘴的布置、水力结构参数的优化、喷砂射孔工艺的优选等方面的应用。故而，亟需一种可方便、快捷的无级调节倾斜射流角度的实验喷嘴，为倾斜射流的相关研究及发展提供一定的实验支持。

发明内容：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种结构合理紧凑、使用方便可靠的无级可调角度的倾斜射流实验喷嘴，可获得一定范围内的任何倾斜角度，实现角度调节省时、省力、省资本的目的。

本发明提供一种无级可调角度的倾斜射流实验喷嘴，包括喷嘴连接体、喷嘴载体、旋转喷嘴套和喷嘴，所述的喷嘴连接体通过螺纹连接到实验管路中；所述的喷嘴载体通过螺纹连接到所述的喷嘴连接体底部内壁上；所述的旋转喷嘴套安装到所述喷嘴载体的第一阶梯通孔内，能够在所述喷嘴载体的阶梯通孔内旋转；所述的喷嘴所述旋转喷嘴套的第二阶梯通孔内。

所述的喷嘴载体中开设有倾斜的第一阶梯通孔，侧面开设有安装紧定螺钉的安装孔，并安装有紧定螺钉，底面上印有标记线，并且所述标记线、第一阶梯通孔的中轴线与安装孔的轴线处于同一平面上。

所述的旋转喷嘴套为一个阶梯轴，与所述喷嘴载体配合安装，其上开设有倾斜的第二阶梯通孔，底面上印有角度标尺，并开有两个盲孔。

所述的喷嘴为一个阶梯轴，与所述旋转喷嘴套配合安装，内流道为锥形或圆形，出口直径能够调整，材质为硬质合金。

所述喷嘴通过顶丝固定安装至所述旋转喷嘴套的第二阶梯通孔内。

所述顶丝外部车有螺纹，顶部开设有的旋拧用的凹槽。