本文關(guān)鍵詞：管流式液固兩相流沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置的研發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水力壓裂技術(shù)在低滲透、頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣資源儲(chǔ)層改造過(guò)程中具有重要意義,隨著油氣開(kāi)采難度的加大,壓裂時(shí)的砂含量和排量也不斷加大,井下工具沖蝕失效頻繁發(fā)生。截止目前實(shí)驗(yàn)方法是研究沖蝕的重要手段之一,相比于噴射式和傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)式?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)裝置,管流式實(shí)驗(yàn)裝置可以較真實(shí)的模擬現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工況,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度高。本文設(shè)計(jì)研制了一套管流式液固兩相流沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置,并利用該實(shí)驗(yàn)裝置,取P110油管用鋼為研究對(duì)象,進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),具體內(nèi)容如下:針對(duì)油田現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工況,根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)目的和要求,在總結(jié)前人沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)所需的工況參數(shù)要求、實(shí)驗(yàn)室條件進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)。利用CFD數(shù)值模擬軟件,采用DPM多相流模型完成變截面實(shí)驗(yàn)段的數(shù)值模擬,基于模擬結(jié)果找出最大沖蝕部位,對(duì)沖蝕實(shí)驗(yàn)段進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)�；跊_蝕實(shí)驗(yàn)裝置的總體方案,計(jì)算管路摩阻和流量之間的關(guān)系,完成泵、流量計(jì)、差壓傳感器以及溫度傳感器等設(shè)備的選型。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)攪拌罐的罐體、封頭、人孔、液位計(jì)、電加熱器等設(shè)備進(jìn)行計(jì)算選型和機(jī)械設(shè)計(jì)。計(jì)算攪拌器的攪拌功率,完成攪拌軸的機(jī)械設(shè)計(jì)。最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安裝、管道的焊接和相應(yīng)零部件的設(shè)計(jì)和制造。本文研制的管流式液固兩相流沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置除了可以完成沖蝕實(shí)驗(yàn)之外,還能進(jìn)行流體的摩阻實(shí)驗(yàn)。采用自制的實(shí)驗(yàn)裝置,分別完成P110材料在瓜膠攜砂液中沖蝕實(shí)驗(yàn)和清水的摩阻實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:攜砂壓裂液對(duì)P110材料的沖蝕速率隨流速的增大而增大,與文獻(xiàn)研究結(jié)果一致。實(shí)驗(yàn)段底部試樣的沖蝕速率明顯大于頂部試樣,與DPM沖蝕模擬結(jié)果一致。清水的摩阻實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果的最大誤差為4.95%,認(rèn)為本套實(shí)驗(yàn)裝置的摩阻實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求,相同條件下的6組清水摩阻實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差在0.4%~1.7%之間,遠(yuǎn)小于10%的置信區(qū)間,認(rèn)為本套實(shí)驗(yàn)裝置穩(wěn)定可靠。最后,針對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行過(guò)程中規(guī)范、存在的問(wèn)題,制定了操作和檢修的規(guī)程,并對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置功能的進(jìn)一步拓展提出了展望。
【關(guān)鍵詞】：管流式實(shí)驗(yàn)裝置 沖蝕 液固兩相流 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE93;TG178
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 研究背景8
• 1.2 沖蝕的研究現(xiàn)狀8-13
• 1.2.1 沖蝕機(jī)理分析9-10
• 1.2.2 沖蝕影響因素分析10-13
• 1.2.3 沖蝕的研究方法介紹13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置研究現(xiàn)狀13-17
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 管流式液固兩相流沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)18-31
• 2.1 沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置的總體設(shè)計(jì)及工作原理18-21
• 2.1.1 沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)目的及要求18-19
• 2.1.2 沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置的總體設(shè)計(jì)19-20
• 2.1.3 沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理20-21
• 2.2 基于CFD的實(shí)驗(yàn)段設(shè)計(jì)21-30
• 2.2.1 流體流場(chǎng)參數(shù)計(jì)算21-22
• 2.2.2 數(shù)值模擬的模型建立22-25
• 2.2.3 基于DPM模型的多相流數(shù)值模擬25-29
• 2.2.4 沖蝕實(shí)驗(yàn)段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 實(shí)驗(yàn)裝置關(guān)鍵設(shè)備的參數(shù)計(jì)算及選型安裝31-41
• 3.1 泵的設(shè)計(jì)選型31-33
• 3.1.1 泵的參數(shù)計(jì)算31-32
• 3.1.2 泵的選型32-33
• 3.2 混合攪拌罐的設(shè)計(jì)33-36
• 3.2.1 確定內(nèi)筒體和封頭的幾何尺寸33
• 3.2.2 攪拌器的幾何尺寸33
• 3.2.3 攪拌功率的計(jì)算33-35
• 3.2.4 攪拌軸的設(shè)計(jì)35
• 3.2.5 攪拌罐的其他設(shè)備35-36
• 3.3 流量計(jì)的選型36-37
• 3.4 壓力變送器的選型37
• 3.5 實(shí)驗(yàn)裝置的制造及安裝37-40
• 3.5.1 焊接37-38
• 3.5.2 實(shí)驗(yàn)裝置的制造38-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第四章 管流式液固兩相流沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)41-50
• 4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>41
• 4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備41-42
• 4.3 沖蝕實(shí)驗(yàn)42-46
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)條件42
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟42-43
• 4.3.3 沖蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析43-46
• 4.4 摩阻實(shí)驗(yàn)46-48
• 4.4.1 摩阻的理論計(jì)算46
• 4.4.2 摩阻的結(jié)果分析46-48
• 4.5 管流式?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)裝置可靠性分析48-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 第五章 實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行維護(hù)及功能拓展50-53
• 5.1 實(shí)驗(yàn)裝置的操作規(guī)程50
• 5.2 實(shí)驗(yàn)裝置的運(yùn)行維護(hù)50-51
• 5.3 實(shí)驗(yàn)裝置的保養(yǎng)51
• 5.4 沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置的功能拓展51-52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 第六章 總結(jié)與展望53-55
• 6.1 總結(jié)53-54
• 6.2 展望54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文59-60

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  本文關(guān)鍵詞：管流式液固兩相流沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置的研發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：422420