目前油气田广泛应用的压裂混砂装置存在无法控制井下砂浓度、注入地层砂比不准确、地面设备操作复杂等问题,为此研发了一种平行管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置,从而将地面混砂装置替换为井下射流混砂装置,具有实时控制井下砂浓度,调整地层砂比的特点。本文主要研究的内容如下:(1)查阅中外文献,了解国内外压裂混砂装置的发展现状以及超临界二氧化碳的基本性质,总结二氧化碳干法压裂的技术特点和现场应用情况。(2)根据二氧化碳的基本性质,研究温度压力对其密度、粘度、扩散系数等特性的影响规律;建立井筒温度模型和压力模型,分析二氧化碳在井筒内的特性分布规律;对支撑剂的类型和性能进行总结,确定出支撑剂的井筒沉降规律。(3)对平行管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置的结构进行设计,并运用有限元方法对关键零部件进行静力学分析。(4)利用GAMBIT建立混砂装置的模型,利用FLUENT模拟计算不同影响因素下砂粒体积分布,分析比较得出最优混砂效果,并在此基础上对超临界二氧化碳流体的携砂能力进行研究,研究表明超临界二氧化碳流体在该装置中具有比液态二氧化碳流体更优异的携砂能力。