海上气井测试管柱冲蚀规律数值模拟研究

发布时间：2022-07-12 17:16

　　对于海上探井的测试作业而言,测试产出的天然气往往夹带着一定量的砂粒,且测试过程中需要不时调整产量以获得更多地层数据,这将使得井下出砂更加严重,尽管测试管柱上可以安装防砂工具,但不能避免微细砂粒的产出。同时,探井井身结构基本为直井,其测试管柱中井下工具繁多,由于井下工具的存在使得管柱内径变化频繁。随着测试作业不断进行,高速含砂气流将会对测试管柱造成一定的冲蚀破坏,而测试管柱中易产生冲蚀的位置、冲蚀作用对测试作业正常运行的影响程度以及如何有效预防和减缓冲蚀等问题尚未可知。针对以上问题,本文基于流体动力学和冲蚀理论,建立了垂直气井测试管柱冲蚀模型,并通过实验验证了模型的准确性,应用Fluent软件对海上气井测试管柱中的直管、突扩管和突缩管进行了冲蚀仿真模拟,为准确定位管柱中易冲蚀部位及制定冲蚀预防措施提供了依据。具体研究内容和得出的主要结论如下:（1）确立海上气井测试管柱中典型部件的微观冲蚀机理主要包括微切削理论、变形磨损理论、锻造挤压理论和二次冲蚀理论。通过搭建冲蚀实验平台,进行了多组气固冲蚀实验。实验测得的冲蚀磨损量与模拟得到的冲蚀磨损量误差不超过5%,从而验证了 Fluent软件进行冲... 

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２平板喷射式实验装置??（３）管流式冲蚀实验装置??

旋转式实验装置

图１－３管流式液固冲蚀实验装置??国内学者郑思佳［？］通过自主设计的管流式实验装置研究了弯头、球阀等输气管道中??－

【参考文献】：
期刊论文
[1]输气管路弯头内壁面冲蚀进化的试验和数值模拟研究[J]. 郑思佳,张鹏,敬加强,周怡诺,吕乃欣.  摩擦学学报. 2015(06)
[2]基于DPM模型的立磨局部流场数值模拟分析[J]. 王伟生,卢卫群,纪烈勇,王勇明.  机械设计. 2014(11)
[3]排砂管线弯接头的冲蚀机理研究[J]. 练章华,陈新海,林铁军,明鑫,郑建翔.  西南石油大学学报(自然科学版). 2014(01)
[4]冲蚀角度和弯头几何尺寸对冲蚀磨损的影响研究[J]. 林楠,兰惠清,崔钺,赵超.  科学技术与工程. 2013(18)
[5]高压高产气井屈曲管柱冲蚀损伤机理研究[J]. 练章华,魏臣兴,宋周成,丁亮亮,李锋,韩玮.  石油钻采工艺. 2012(01)
[6]气体钻井中气体携岩对钻杆的冲蚀机理研究[J]. 林铁军,练章华,陈世春,李敏,陈峰.  石油钻采工艺. 2010(04)
[7]异径管冲蚀失效的流固耦合数值模拟[J]. 偶国富,裘杰,朱祖超,王艳萍,许根富.  力学学报. 2010(02)
[8]弯管冲蚀失效流固耦合机理及数值模拟[J]. 偶国富,许根富,朱祖超,杨健,王艳萍.  机械工程学报. 2009(11)
[9]灰色关联分析法在原油集输系统能耗评价中的应用[J]. 周英明,吴国忠,李栋,张永攀.  油气田地面工程. 2009(02)
[10]井控节流阀冲蚀机理及结构优化[J]. 张祥来,刘清友.  天然气工业. 2008(02)

博士论文
[1]气固两相流中采气管线关键易损件冲蚀特性研究[D]. 郑思佳.西南石油大学 2016

硕士论文
[1]页岩气长水平井筒流动冲蚀及沉砂规律研究[D]. 王健.西南石油大学 2017
[2]番禺35-2海底输气管道冲蚀规律研究[D]. 钱东良.西南石油大学 2015
[3]海上测试管柱决策软件开发[D]. 康露.西南石油大学 2015
[4]石化多相流管道系统冲蚀预测及应用软件开发[D]. 洪惠芬.浙江理工大学 2010
[5]管道冲蚀破坏的多相流数值模拟研究[D]. 徐鸣泉.浙江大学 2005
[6]石化工业管道典型部件冲蚀破坏预测的CFD模拟研究[D]. 何秋良.浙江大学 2004
[7]液固两相流冲刷腐蚀数值模拟研究[D]. 徐姚.北京化工大学 2001



本文编号：3659529