目前二氧化碳压裂作业所使用的混砂设备基本均为地面混砂车,作业时需要在高压低温状态下进行,这就对地面混砂设备要求较高,且砂浓度调整前后需要一定时间。为解决以上问题,本文设计了一种同心管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置,该装置以射流原理为基础,能够实现在井下混砂。通过数值计算和软件模拟对所设计的混砂装置加以优化,提高了混砂装置的性能,主要研究内容如下:1.根据二氧化碳基本物性,研究温度压力对其密度、粘度、扩散系数等特性的影响规律;建立井筒温度压力模型分析二氧化碳在井筒内的特性分布规律。2.提出同心管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置结构设计方案,并给出该装置工作原理及连接方式。3.针对本文的超临界二氧化碳和支撑剂的混合,在研究两相流的基本理论后,选择后续模拟所需要的模型,并进行二维模拟确定装置混砂的可行性。4.利用软件对装置流场进行三维模拟,以混砂装置出口面砂粒体积分布情况为主要评价标准得出最优的结构尺寸参数和最优进口条件参数,为混砂装置的结构设计及参数选择提供了理论依据。