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题名高速下节流管汇材料冲蚀实验及模拟研究
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作者
曾静
邓宽海
周军平
刘冰
林元华
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机构
油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学
重庆大学资源与安全学院
贵州航天天马机电科技有限公司
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出处
《西南石油大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第5期166-180,共15页
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基金
国家自然科学基金(52474011)
四川省科教科学基金(2025NSFSC2052)。
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文摘
高压高产气井井控装置的节流管汇内高压差、高流速、高含砂使得高速气-固冲蚀磨损问题尤为突出、节流管汇失效频繁,极易诱发溢流、井涌及井喷事故,加剧井控风险,带来安全隐患。为此,依据标准ASTM G76—2013,采用气-固喷嘴冲蚀实验法和空气射流冲蚀实验台,开展了不同入口气压(0.06~0.15 MPa)和冲击角(15°~90°)下节流管汇材料30CrMo合金钢的高速(107~149 m/s)气-固喷嘴冲蚀实验,得到了30CrMo合金钢在不同实验条件下的冲蚀速率,创建了适用于高速固体颗粒冲击的30CrMo合金钢冲蚀速率方程;依据冲蚀实验结果,构建了适用于高速可压缩流动的最佳颗粒运动模型;结合离散相模型和气-固两相耦合计算方法,建立了“缩径管-喷嘴-冲蚀腔”三维CFD冲蚀模型,开展了节流管汇材料30CrMo合金钢在不同冲击角和入口气压下的气-固喷嘴冲蚀模拟,揭示了流场分布特征和颗粒运动轨迹、冲击速度分布和滑移特征,并通过实验验证了模拟结果的准确性及可靠性。
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关键词
高压高产气井
节流管汇
气-固喷嘴冲蚀
cfd冲蚀模型
冲蚀速率
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Keywords
high pressure and high production gas wells
choke manifold
gas-solid nozzle erosion
cfd erosion model
erosion rate
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分类号
TE28
[石油与天然气工程—油气井工程]
TE931
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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