發(fā)布時間：2021-04-07 12:05

　　針對連續(xù)管反循環(huán)沖砂解堵過程中顆粒對管壁造成的磨損問題,采用歐拉-歐拉兩相流模型,選擇了新的磨損模型并自編對應的用戶自定義函數（UDF）接口程序,對水平井斜井段兩相流進行了數值計算,研究了不同顆粒體積分數、流體流速、顆粒大小及流體黏性時液固兩相流對壁面磨損的影響規(guī)律。研究結果表明:高顆粒體積分數下的磨損機理為以磨蝕為主,沖蝕為輔;磨損主要發(fā)生在連續(xù)管內的外曲率半徑處,且無論兩相流的流速、顆粒體積分數、顆粒大小及流體性質如何,最大磨損率均發(fā)生在斜井段入口附近;流體排量越大,磨損越嚴重,當排量從200 L/min增加到600 L/min時,最大磨損率從6.06×10^-11m/s增加到2.15×10^-10m/s。所得結果可為減輕連續(xù)管磨損及預測連續(xù)管壽命提供理論支持。 

【文章來源】：石油機械. 2020,48(09)北大核心

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

磨蝕模型顆粒受力圖

考慮重力的影響，湍流模型采用Realized k-ε模型，壁面函數采用標準壁面函數，入口邊界條件為速度入口，選取現場連續(xù)管施工時的排量:200～600 L/min，轉換成流速為1.645～4.934 m/s，假設顆粒與液相具有相同的初始速度，出口邊界條件為壓力出口，壁面無滑移�？紤]了曳力、虛擬質量力和Saffman升力的影響，其他作用力由于貢獻小未考慮;顆粒的回彈行為也未考慮。具體流動模擬條件及參數如表3所示。沖蝕模型及磨蝕模型均通過用戶自定義函數(UDF)導入Fluent中進行計算。體積分數方程的離散格式選用一階迎風格式，其余的控制方程在離散化時均選用二階迎風格式。當監(jiān)控參數的殘差曲線全小于1×10-5時，認定計算收斂。

圖4為不同排量下的磨損率分布圖。由圖4可以看出，最大磨損率發(fā)生在斜井段入口附近，且磨損率隨著排量的增大而上升。這是因為在入口處的顆粒具有較大的沖擊速度，且作用在壁面上的法向力較大，而在使用較高排量沖砂的情況下，會使得顆粒具有更高的流速和體積分數，因而會造成更嚴重的磨損。圖4 不同排量下斜井段磨損率分布圖

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3123453