基于数值模拟的输气弯管抗冲蚀结构优化

作     者：伍丽娟 向斐 史宝成 张引弟 张兴凯 翟晓鹏 楼一珊 WU Li-juan;XIANG Fei;SHI Bao-cheng;ZHANG Yin-di;ZHANG Xing-kai;ZHAI Xiao-peng;LOU Yi-shan

作者机构：长江大学石油工程学院湖北武汉430100 中国石油长庆油田分公司第三采油厂宁夏银川750000 

基　　金：国家科技重大专项“砂泥岩互层开发井防砂优化技术”(2016ZX05025-002-03) 中海油项目“深水测试出砂预测、监测及防砂技术研究”(CCL2018RCPS0050RSN)资助 

出 版 物：《材料保护》 (Materials Protection)

年 卷 期：2021年第54卷第10期

页      码：50-57页

摘      要：从气井中开采出来的天然气不可避免地会携带固体杂质。这些固体杂质会对集气管线产生冲蚀损伤,弯管处尤甚。在现有弯管冲蚀规律基础上,为了更直观地找出冲蚀形貌,有针对性地提高弯管抗冲蚀性能,对常规输气弯管进行冲蚀规律的数值模拟研究,采用离散相(DPM)模拟离散颗粒的运动并选用Tulsa大学(E/CRC)提出的冲蚀磨损预测模型,通过试验对比验证了模型的可靠性。根据冲蚀磨损主要发生在弯管45°~55°处的特征,设计了3种优化弯管结构(渐扩弯管、突扩弯管、加导流片弯管)来减缓弯管处的冲蚀磨损。结果表明:与等直径弯管相比,在相同运行工况下,渐扩弯管和加导流片弯管的最大冲蚀率分别减少了64%和34%,而使用突扩弯管反而会加剧弯管处的冲蚀。该结论可为弯管的抗冲蚀结构优化提供理论依据。

主 题 词：输气弯管 冲蚀磨损 DPM模型 数值模拟 结构优化 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.010

馆 藏 号：203106250...