摘要

页岩油气是一种通过水力压裂和水平井技术开采的非常规能源资源。由于页岩储层的低渗透性和低孔隙度，产能相对较低。为解决页岩油气开采的技术难题，实现更有效、可持续的页岩油气开采方式，基于Ansys Fluent对喷嘴结构及其参数进行优化，建立了喷嘴的流体力学模型，并绘制了等速核轴向速度变化曲线、喷嘴出口截面速度变化曲线、流场速度云图等，并对不同结构及参数的喷嘴的等速核长度及速度大小进行比较，从而根据数值模拟及仿真结果选择最优结构和参数。研究表明，在倒角、圆角、渐变、三段式结构中，同等压力条件下，渐变式和圆角结构等速核最长；同等流量条件下，倒角结构等速核速度最大，三段式结构等速核最长，圆角结构其次。结合以上仿真结果，设计一种倒角、圆角结合的喷嘴结构，并以倒角(圆锥段)角度、圆柱段长度为参数研究其对射流速度及等速核长度的影响，综合考虑，得到12种三段式结构中最优的结构，并总结出各参数对射流的影响。

关键词