Numerical Simulation of the Straight-Swirling Integrated Jet and Its Application in Natural Gas Hydrate Drilling
Notice bibliographique
Résumé
Summary Natural gas hydrate (NGH) is a potential clean energy source and is buried abundantly in seafloor sediments. Waterjet is a key technology involved in both the marine NGH solid fluidization exploitation method and the integrated radial jet drilling and completion method. To improve the efficiency of breaking and extracting NGH through a waterjet, a straight-swirling integrated jet (SSIJ) nozzle is designed based on the convergent-divergent geometry and impeller in this study. With a computational fluid dynamics method, the 3D model of SSIJ is constructed, and the characteristics of velocity field, pressure field, cavitation cloud distribution, and turbulence kinetic energy are analyzed, the results of which are compared with conical jet (CJ), convergent-divergent jet (CDJ), and swirling jet (SJ). Laboratory experiments of gas hydrate-bearing sediments (GHBS) erosion by the four kinds of jets mentioned above are conducted to evaluate the jet erosion performance based on the in-house experimental apparatus for NGH generation and cavitating jet erosion. Results indicate that the SSIJ can significantly enhance the breaking volume and efficiency of waterjet erosion on GHBS compared with the other three methods. The most important driving force for improved efficiency is the 3D velocity, which can induce axial impact stress, radial tensile stress, and circumferential shear stress on the impinged GHBS. Additionally, the insertion of an impeller with the center hole greatly improves the cavitation erosion performance of SSIJ. This paper illustrates the erosion performance of four kinds of waterjets in breaking GHBS and provides preliminary insights into the potential field applications in NGH exploitation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».