液固两相流对水力旋流器冲蚀破坏机理研究
在油田同井注采技术中,油田采出液中含有大量泥沙.由于在分离过程中流体携带砂粒进入井下旋流分离器内,导致旋流器壁面不仅受到携带固体杂质的流体的冲刷作用,还要受到流体中腐蚀介质的腐蚀作用.二者相互促进,在降低使用水力旋流器寿命的同时,导致旋流器尺寸发生变化,进而降低旋流分离器的分离效率.由于1Cr18Ni9Ti、35CrMo材料的综合性能良好,因此多用作井下旋流分离器材质的选择.研究两种材质在液固两相流环境下的冲蚀规律,对井下分离旋流器使用时的参数优化,以及延缓旋流器的失效都具有实际的指导意义.本文针对旋流器固液两相流模型,对旋流器内壁磨损情况进行数值模拟,分析其壁面磨损规律.运用ANSYS LS-DYNA软件建立单粒子对塑性靶材的冲蚀模型,研究不同冲蚀角下塑性靶材的冲蚀机制.冲蚀实验采用喷射式冲蚀实验台,采用3.5wt%NaCl溶液混合石英砂、蒸馏水混合石英砂两种混合液作为实验介质,针对井下旋流器常用钢材1Cr18Ni9Ti、35CrMo,对冲蚀速度、冲蚀时间、含砂量、冲蚀角度四个因素对两种材质的冲蚀规律的影响进行了研究.同时,研究了各因素对两种材质冲刷腐蚀与交互作用的规律,结合冲蚀实验后扫描电镜下的试样表面的微观形貌,对两种材质的冲蚀机制进行研究.
- 作者：
- 宋欢
- 学位授予单位：
- 东北石油大学
- 专业名称：
- 工程硕士(机械工程)(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 蒋明虎；张勇；郑国兴
- 中图分类号：
- TE931.2
- 关键词：
- 旋流器；冲蚀磨损；交互作用；液固两相流
- cyclone； erosion wear； interaction； liquid-solid two-phase flow