基于响应面法的压裂液混砂搅拌系统结构优化

作     者：刘子豪 朱青林 管锋 万锋 刘先明 李梓睿 Liu Zihao;Zhu Qinglin;Guan Feng;Wan Feng;Liu Xianming;Li Zirui

作者机构：长江大学机械工程学院 

基　　金：湖北省教育厅科学研究计划资助项目“不同钻井工况下溢流识别算法及自动化关井机理研究”(D20201305) 湖北省中央引导地方科技发展专项“超深复杂工况井作业工具研制与应用示范”(2022BGE257) 

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

年 卷 期：2023年第51卷第9期

页      码：108-113,131页

摘      要：针对大排量、高砂比的压裂液混砂搅拌效果差,系统效率低、可靠性不高,混砂搅拌系统仿真模型与实际工况差异较大等问题,参考现场工作介质的流动特性,建立了压裂液混砂搅拌罐的有限元模型,并将混砂搅拌系统的搅拌时间作为优化目标。结合响应面BBD(Box-Behnken)试验设计,采用2阶多项式基函数构建混砂搅拌系统下搅拌叶角度、下搅拌叶直径、扰流板角度、扰流板数量等结构参数与混合时间的数学模型,并优化压裂液混砂搅拌系统结构。通过比较模型预测值与数值模拟分析值,并进行附加模拟测试,得出混合时间预测值与模拟值的相对误差为6.43%,从而验证了模型预测结果的准确性。针对响应面优化结果与初始结构开展混合性能对比研究,优化后的混合时间明显缩短,优化后结构的搅拌效率明显提高。研究结果可为压裂液混砂搅拌系统的结构优化提供参考。

主 题 词：压裂液 搅拌罐 响应面法 固液两相流 结构优化 数值模拟 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082002[082002] 

D　O　I：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2023.09.015

馆 藏 号：203123657...