【摘 要】
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选择性能参数可靠的节流阀,对“三高井”(高压、 高含硫、 高产)合理控制井底压力起到关键作用,是成功建立二次井控的决定性因素之一.针对常用的筒式、 楔形和孔板3种节流阀,基于离散相模型开展了冲蚀数值模拟仿真,研究了不同节流阀的冲蚀损伤机制,分析了流体压力和颗粒运动速度等对阀芯冲蚀速率的影响,并利用现场试验对数值模拟结果进行了验证.研究结果表明:3种阀阀芯最大冲蚀速率均随着流体压差、 颗粒质量流量和颗粒密度的增大而增大,且在相同条件下,抗冲蚀能力依次为筒式阀>楔形阀>孔板阀;现场试验结果与模拟结果一致,证明
【机 构】
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中国石油大学 (华东;中石化安全工程研究院有限公司;中国石油大学 (华东);中石化西南石油工程有限公司;中石化安全工程研究院有限公司
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选择性能参数可靠的节流阀,对“三高井”(高压、 高含硫、 高产)合理控制井底压力起到关键作用,是成功建立二次井控的决定性因素之一.针对常用的筒式、 楔形和孔板3种节流阀,基于离散相模型开展了冲蚀数值模拟仿真,研究了不同节流阀的冲蚀损伤机制,分析了流体压力和颗粒运动速度等对阀芯冲蚀速率的影响,并利用现场试验对数值模拟结果进行了验证.研究结果表明:3种阀阀芯最大冲蚀速率均随着流体压差、 颗粒质量流量和颗粒密度的增大而增大,且在相同条件下,抗冲蚀能力依次为筒式阀>楔形阀>孔板阀;现场试验结果与模拟结果一致,证明了建立的离散冲蚀模型的可靠性.综合考虑耐冲蚀能力、 节流压井可靠性和井控工艺等要求,建议在“三高井”105 MP a节流管汇主节流中使用筒式阀,辅助节流使用楔形阀,逐步淘汰使用孔板阀;对筒式阀节流控制箱和楔形阀下游变径处进行结构改造优化,以满足更长时间、更高强度的节流控制要求.研究结果可为节流阀的设计制造和现场施工参数配置提供理论依据.
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