金属网布筛管是海上油田防砂的主要机械防砂工具,因油井出砂所引起的筛管冲蚀失效破坏严重影响了各大油田的正常生产,大幅降低了油井的稳产年限,是目前阻碍海上油田实现安全稳定开发的关键技术难题。所以,开展针对关于冲蚀情况下筛管的使用寿命的相关研究,对保障海上油田安全生产,提高产能具有重要意义。本研究在海上油田金属网布防砂筛管冲蚀磨损实验的基础上,建立了冲蚀速率预测数学模型。利用Fluent数值模拟,对金属网布防砂筛管的冲蚀破坏机理进行了探讨。主要的研究内容及成果如下:(1)对冲蚀机理的探讨通过调研近年来关于防砂筛管冲蚀失效文献,对金属网布筛管的冲蚀破坏机理进行了探讨。筛选出了冲击速度、颗粒含量、冲击角度等影响冲蚀速率的重要因素。在原Finnie模型的基础上引入了颗粒含量的影响设计了基础数学模型。(2)油砂混合流体冲蚀室内实验及冲蚀模型的建立开展以含砂浓度和冲击速度为变量的MSH旋转式冲蚀单丝、筛网室内实验。根据单丝实验数据拟合出了金属单丝冲蚀速率预测数学模型,并在此基础上以质量损失系数为连接关系拟合了金属筛网冲蚀速率预测模型。(3)金属网布筛管含砂流体冲蚀数值模拟模型的建立建立了优化金属网布防砂筛管的3D物理模型,以离散流(DPM)为基础分析方法,结合自主建立的冲蚀速率预测数学模型,对金属网布防砂筛管的冲蚀热点区域进行了探讨。模拟结果显示金属网布防砂筛管第一层金属网布上的最大速度分布达到了入口流速的6倍,且冲蚀速率远高于第二层筛网与保护外壳,证明了第一层金属网布是整个筛管的易损关键部位。(4)现场应用实例根据现场实际的生产数据,计算出了120μm海上油田实际产生中的流体冲击速度及含砂浓度。将现场实际数据带入已建立的数学模型得到了金属网布防砂筛管的预测寿命,通过与现场实际筛管防砂时限对比,进行了预测值与实际值的绝对误差分析,最终验证了金属筛网冲蚀速率预测模型与海上油田现场实际的金属网布防砂筛管有效防砂年限一致率达到95%。本研究针对海上油田金属网布防砂筛管冲蚀寿命预测建立了一套完整的寿命预测模型,为海上油田出砂冲蚀金属网布寿命预测提供了新的方法。