偏心工况下水平井压裂管柱喷砂器冲刷磨损数值模拟

• 作者: 孙丽丽 张井龙 徐艳 曹梦雨 李森 王尊策 闫月娟
• 来源期刊: 东北石油大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 偏心工况 压裂 喷砂器 冲刷磨损 数值模拟 水平井压裂管柱
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 石油机械工程
• 页码范围: 98-106
• 页数: 9页
• 分类号: TE358
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4107.2020.05.011

摘要

在井场压裂过程中,大流量的携砂压裂液对喷砂器内部流道产生冲刷磨损,尤其在偏心工况下,喷砂器局部偏磨严重,对其工作性能和使用寿命造成不利影响.根据压裂管柱喷砂器的工作原理和几何结构,基于CFD技术建立喷砂器三维流体模拟模型,采用Realizble K-epsilon模型对固液两相流湍流进行模拟;利用DPM离散相模型,描述固体颗粒的运动;采用McLaury冲刷磨损模型,预测冲刷磨损规律.对压裂管柱喷砂器在偏心工况、不同施工流量条件下的冲刷磨损规律进行模拟.结果表明:结构偏心使喷砂器内套产生较大偏磨,压力降增加,随流量的增加,冲刷磨损量逐渐增加;数值模拟喷砂器冲刷磨损形貌与现场施工后形貌基本一致,验证数值模拟的可靠性.该结果可为水平井压裂管柱喷砂器冲刷磨损预测和结构冲刷磨损控制提供参考.