压裂工况下T形三通冲蚀影响数值模拟

发布时间：2024-03-24 10:21

　　基于Fluent内置的离散相模型(DPM)探究流速、质量流量、粒子直径、进出口流通方式对T形三通冲蚀的影响。结果表明:内部流速与冲蚀率的变化关系呈现幂函数关系,且曲线中存在冲蚀影响临界流速。液体流速小于临界流速,流速的增加引起冲蚀程度增加较不明显,当流速超过临界流速,引起冲蚀率的急剧增加。支撑剂颗粒粒径与冲蚀率的变化正相关。汇流状态下的冲蚀率最大,分流状态下的冲蚀率最小。汇流状态下的冲蚀率最大是分流状态下的30.7倍;既不分流也不汇流状态下的最大冲蚀率可以达到了分流状态的冲蚀率的5.4倍。

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【部分图文】：

图1T形三通管模型

以某石油机械厂生产的压裂作业中常用的T形三通作为研究对象,该三通内径为70mm,外径为104mm。建模时设置三通各段的长度为内径的5倍,使流体在冲蚀管道前得到充分发展。在Solidworks中建立压裂T形三通零件实体模型,T形三通的结构示意图如图1所示,参数如表1所示。通过I....

图2最大冲蚀率随流速变化关系

将入口速度设置首项5m/s,末项30m/s,公差是5m/s的等差数列,不改变其他参量数值。由Fluent仿真得到的最大冲蚀率数值如图2所示。由图2看出,流速与冲蚀率的变化关系呈现幂函数关系,液体速度对T形三通冲蚀率的影响曲线中存在临界流速,当液体流速小于临界流速,流速的增加....

图3最大冲蚀速率随颗粒大小的变化关系

将入口质量流量设置为70目为首项,20目为末项,公差为10目的等差数列,不改变其他参量的数值。由Fluent仿真得到的最大冲蚀率数值如图3所示。由图3可以看出,支撑剂颗粒粒径与冲蚀率的变化关系呈正相关,在使用某种携砂液时,对于不同支撑剂,它们的最佳颗粒粒径各不相同,且此时的颗粒对....

图4不同进出口状态的冲蚀结果云图

汇流状态下的冲蚀率最大,分流状态下的冲蚀率最小。汇流状态下的冲蚀率最大可以是分流状态下的30.7倍;既不分流也不汇流状态下的最大冲蚀率可以达到了分流状态的冲蚀率的5.4倍。流通方式变化会对冲蚀位置产生影响,冲蚀区域主要集中在相贯线区域及流道交互区相连接的三个直管区域。可以利用其冲....

本文编号：3937297