含砂天然气节流阀冲蚀仿真模拟及结构改进

• 作者: 田辉芳 钱东良
• 来源期刊: 煤气与热力
• 学科: 工学
• 关键词: 油气井地面装置 节流阀 气-固两相流 含砂天然气 冲蚀速率
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 燃气气源与加工利用
• 页码范围: 后插24-后插31
• 页数: 1页
• 分类号: TE86
• 字数: 6956字
• 语种: 中文

摘要

油气井地面装置中,天然气中含有泥砂,管道输送介质为气-固两相流,节流阀内部在气-固两相流(特别是其中的砂粒)持续冲击和切削作用下会产生冲蚀破坏.以锥形节流阀和楔形节流阀为基础研究对象,提出3种改进的结构形式:圆台状阀芯锥形节流阀、圆台状阀芯楔形节流阀、三段式阀芯楔形节流阀.以规格为DN 50 mm的上述5种节流阀为例,采用Pro/E 5.0软件建立几何模型,应用ANSYS Fluent 14.5软件进行建模分析,天然气作为连续相,砂粒作为离散相,连续相采用RNGk-ε湍流模型,离散相采用离散相模型,冲蚀速率模型采用ANSYS Fluent14.5中定义的冲蚀速率公式.得到如下结论:在气-固两相流条件下,节流阀内部的冲蚀破坏不可避免.节流阀内部产生冲蚀破坏的位置为阀芯的迎流壁面处、阀芯与节流孔交接处以及出口管段内壁面处,软件模拟结果与现场冲蚀失效情况一致.3种改进后的阀芯结构在一定程度上均改变了砂粒的运动轨迹,减小了对出口管段内壁面的冲蚀,对节流阀冲蚀控制的主要区域起到一定的保护作用.除采取改进阀芯结构的方法外,还可以通过采用耐冲蚀材料、涂层保护、加装硬质合金套、加装防冲刺短节等措施减缓节流阀内部的冲蚀破坏.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	田辉芳		4	0	0.0	0.0
2	钱东良		3	0	0.0	0.0