【摘 要】
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高压高产油气井在试油—完井一体化作业过程中,高速携砂液体会对封隔器内部中心管造成冲蚀,严重的冲蚀磨损可能导致管壁厚度减薄,出现穿孔、泄漏事件。针对液体含砂导致封隔器内部中心管冲蚀磨损问题,本文采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对液固两相流封隔器中心管中颗粒冲蚀机理进行了研究,同时分析了砂粒碰撞角、砂粒粒径、液体流速等因素对冲蚀速率的影响,还采用灰色关联分析法对影响因素进行关联度分析。在实际生产过
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高压高产油气井在试油—完井一体化作业过程中,高速携砂液体会对封隔器内部中心管造成冲蚀,严重的冲蚀磨损可能导致管壁厚度减薄,出现穿孔、泄漏事件。针对液体含砂导致封隔器内部中心管冲蚀磨损问题,本文采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对液固两相流封隔器中心管中颗粒冲蚀机理进行了研究,同时分析了砂粒碰撞角、砂粒粒径、液体流速等因素对冲蚀速率的影响,还采用灰色关联分析法对影响因素进行关联度分析。在实际生产过程中,其结果能够对管道的失效部位起到预测作用,为提出减缓冲蚀的措施提供理论依据。具体的研究内容如下:（1）分析液固两相流中砂粒对封隔器中心管壁面的微观冲蚀机理。结果表明:在低攻角下,砂粒冲蚀以微切削磨损作用为主;高攻角下,砂粒冲蚀机理多样,主要是变形磨损和薄片剥落形式。（2）基于流体动力学和液固两相流理论,建立CFD管道冲蚀模型。根据建立的冲蚀模型,对实例中弯管水—砂冲蚀现象进行模拟,验证CFD软件在管道冲蚀仿真方面的可行性和准确性。（3）采用基于CFD的冲蚀预测方法对RTTS封隔器中心管进行数值模拟及冲蚀影响因素分析。对RTTS封隔器中心管模型进行简化,研究不同砂粒碰撞角、砂粒粒径、液体速度对冲蚀速率的影响,采用灰色关联分析法对影响冲蚀的因素进行关联度分析。（4）基于以上研究,对RTTS封隔器的结构进行优化,并结合冲蚀规律研究,提出预防和减缓冲蚀破坏的措施。
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