振动工况下连续管的冲蚀磨损研究

张益维^1,2，郑华林³，肖启明^1,4，吴光杰^1,2

1. 重庆三峡学院机械工程学院2. 重庆市轻合金材料与加工工程技术研究中心3. 西南石油大学机械工程学院4. 智能制造先导技术重庆市高校工程研究中心

摘 要：环空加砂压裂中,连续管在高压高速压裂液的作用下易发生振动,在振动工况下连续管又反作用于环空压裂液流态,使其外壁冲蚀磨损更为复杂、严重,目前对振动工况下连续管的冲蚀磨损研究不多。为此,基于液-固两相流、流固耦合和冲蚀理论,建立了振动工况下连续管外壁冲蚀磨损几何模型;采用Grant和Tabakoff模型求解砂砾冲蚀速率,借助试验数据验证了CFD数值模型;并利用该模型对连续管振动频率及振幅对其外壁冲蚀磨损影响进行了研究。结果显示:连续管从无振动到振动状态时,其冲蚀磨损剧烈增加。振动状态下,随振动频率的增加,冲蚀磨损出现减小趋势。随振幅增加,连续管外壁冲蚀磨损更为严重。

关键词：连续管;振动;液固两相流;流固耦合;冲蚀磨损;环空加砂压裂;