射孔工况下多喷嘴水力喷射工具冲蚀研究

摘要：

大排量高砂比水力喷砂压裂的射孔过程中,高速流动的携砂液会对喷射工具表面产生严重的冲蚀损伤.根据喷射工具本体材料35CrMo钢的喷射式冲蚀实验,得到了半经验的冲蚀计算模型.结合DPM数值模拟方法获得射孔过程中工具内部的液固两相流场分布及壁面冲蚀速率,讨论了液相参数和固相颗粒参数对流经上、下游喷嘴颗粒含量及喷嘴入口区域冲蚀损伤的影响.计算结果表明,当工具内部流动达到稳定时,下游喷嘴的颗粒含量大于上游喷嘴的颗粒含量,下游喷嘴入口区域的冲蚀损伤更为严重,颗粒含量及冲蚀损伤的差异性在使用大排量、高黏度液体和大直径、高密度颗粒时更为严重.为防止因上、下游喷嘴颗粒含量差异较大影响射孔效率的情况,建议在实际生产过程中,使用携砂性较好的高黏度压裂液和低密度小直径的颗粒,在保证作业效率和工具寿命的同时控制施工排量.

关键词：水力喷砂压裂、射孔、水力喷射工具、冲蚀、数值模拟、液固两相流动

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分类号：TE934.2(石油机械设备与自动化)

资助基金：陕西省自然科学基金“鄂尔多斯盆地油气井多元服役环境中油井管腐蚀疲劳机理研究”2018JM5062;陕西省青年科技新星项目“高含CO2环境中油井管腐蚀疲劳寿命评估模型研究”2015KJXX-37

在线出版日期：2019-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：620-625