页岩气集输管道弯头气液固三相冲蚀磨损特性研究

作     者：王静 李长俊 吴瑕 Wang Jing;Li Changjun;Wu Xia

作者机构：西南石油大学石油与天然气工程学院四川省成都市610500 

基　　金：国家自然科学基金面上项目“稠密水合物浆体气液固三相混输流动机制及其对管道冲蚀规律研究”(51974269) 四川省科技计划项目“高含硫天然气集输管道智能清管器骨架优化设计研究”(2021YFSY0057) 海关总署科研项目“管输进口天然气非常规安全风险识别、分析和防范研究”(2019HK076) 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2022年第50卷第9期

页      码：137-144页

摘      要：在研究页岩气集输管道弯头的冲蚀磨损规律时,主要围绕气固及液固两相流开展,往往忽略对气液固三相流条件下冲蚀磨损特性的分析。考虑页岩气集输管道内气液固三相耦合的特点,基于多相流理论,采用CFD方法建立并求解了页岩气管道弯头内气液固两相及三相流冲蚀模型,探究了含水体积分数、砂粒粒径、介质流速、砂粒质量流量等关键因素对弯头冲蚀磨损位置及冲蚀速率的影响机制。研究结果表明:气固两相冲蚀位置位于偏向弯头进口30°~50°的区域;气液固三相(液体体积分数1%)与液固两相冲蚀位置分别位于偏向弯头出口50°~90°、60°~90°的区域,而且随着含水体积分数的增加,砂粒对弯头的冲蚀速率减小,即含水条件可降低冲蚀速率;气液固三相条件下,介质流速对弯头冲蚀磨损的影响最大,弯头的最大冲蚀速率与介质流速呈幂函数关系,指数范围为1.78~2.00,与砂粒质量流量呈线性关系;当砂粒粒径增大时,最大冲蚀速率先增大后减小。研究结果可为页岩气集输管道的冲蚀监测及防治提供参考。

主 题 词：页岩气集输管道 弯头 气液固三相流 砂粒 冲蚀 磨损 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082003[082003] 

D　O　I：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2022.09.019

馆 藏 号：203114515...