压裂液返排期间放喷油嘴的磨损规律研究

• 作者: 张乾 杨仲才 王方祥 王晓磊 王林 赵增权
• 来源期刊: 石油机械
• 学科: 工学
• 关键词: 压裂液返排 放喷油嘴 SPH-FEM耦合 磨损速率 数值模拟 优化设计
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 油气田开发工程
• 页码范围: 102-109
• 页数: 8页
• 分类号: TE934
• 字数: 5230字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16082/j.cnk.ssn.1001-4578.2020.01.015

摘要

压裂液返排期间,由于支撑剂的回流返吐导致放喷油嘴磨损严重,不仅增加了更换油嘴的成本,而且影响压裂施工效果.为了延长放喷油嘴的使用寿命,基于光滑粒子流体动力学(SPH)和有限元(FEM)的耦合方法,对压裂液返排期间放喷油嘴的磨损规律进行数值模拟研究.以磨损速率为判断标准,优化设计了放喷油嘴的内流道结构,优选了油嘴材料,探讨了支撑剂质量分数和粒径对油嘴磨损程度的影响.研究结果表明:放喷油嘴收缩段与直线段的过渡段和出口处的磨损最严重,优选油嘴的内流道结构为流线形,收缩段长度为25 mm,整体长度为42 mm,材料为陶瓷;随着支撑剂质量分数和粒径的增加,放喷油嘴的磨损速率均呈现先增大后减小的规律;优化的放喷油嘴耐磨性强,使用寿命长,可保证压裂液返排施工高效进行.研究结果可为高压高含砂条件下的耐磨油嘴设计提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王林	中国石油渤海钻探工程有限公司井下技术服务分公司	104	311	9.0	13.0
2	王晓磊	中国石油渤海钻探工程有限公司井下技术服务分公司	23	43	3.0	5.0
3	王方祥	中国石油渤海钻探工程有限公司井下技术服务分公司	20	33	4.0	5.0
4	杨仲才	中石化胜利石油工程有限公司井下作业公司	1	0	0.0	0.0
5	赵增权	中国石油渤海钻探工程有限公司井下技术服务分公司	5	0	0.0	0.0
6	张乾	中国石油渤海钻探工程有限公司井下技术服务分公司	7	1	1.0	1.0