節(jié)流管匯是油氣井生產過程中防止井涌、實施壓力控制技術的必要設備。由于工況條件多變,內部流動情況復雜,流體攜帶大量固體雜質對主要降壓元器件針型節(jié)流閥造成沖蝕磨損,閥芯和閥體壁面出現(xiàn)蝕坑、裂紋,嚴重時可導致閥芯斷裂、閥體穿孔致使節(jié)流管匯整體失效,影響生產進度的同時存在一定安全隱患。本文對針型節(jié)流閥的沖蝕磨損問題進行研究,通過改進結構降低沖蝕磨損,增加設備使用壽命。首先,介紹材料沖蝕磨損現(xiàn)象的內部機理,總結顆粒流動狀態(tài)、性質、形狀與沖蝕磨損之間的關系并確定主要影響因素。其次,回顧基于不同實驗所得到的沖蝕磨損預測方程,繪制沖蝕率、沖擊角和速度三者間變化曲線,比選出最合適的預測方程。再次,分析流體中顆粒受力狀態(tài)與壁面發(fā)生碰撞后的運動過程,回顧液固兩相流的基本方程組,最終選擇離散相理論研究針型閥的沖蝕磨損。然后,根據現(xiàn)場實際使用針型節(jié)流閥尺寸,建立物理模型,劃分網格,設置邊界條件和求解方法。最后,依據具體模擬結果分析研究顆粒運動規(guī)律,改變閥芯和閥體結構并對比沖蝕磨損情況。本論文最終所得結論為:流體主導顆粒運動過程,流體速度大于顆粒速度時,流體對顆粒進行加速運動,反之為減速運動;顆粒速度降低主要是由... 

【文章來源】：西安石油大學陜西省

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

節(jié)流管匯在工業(yè)生產過程中，設備遭受沖蝕磨損是一個持續(xù)性問題，流體攜帶固體顆粒運動

技術路線圖

圖 2-1 微切削模型過程中存在的能量平衡為出發(fā)點，認為在顆粒碰撞壁出靶材表面的質量損失主要來源于兩個方面[35-36]。一是變形，且沖擊應力高于屈服強度極限；二是顆粒對靶材料質量損失是由同時存在的變形和切削作用導致。Bi內部將碰撞所產生的能量以內能形式儲存，但是當內能生破壞，產生沖蝕磨損現(xiàn)象。 等人針對高沖擊角時塑性材料遭受的顆粒沖蝕現(xiàn)象進軌跡和逐步實驗深入地分析了沖蝕過程，提出了鍛造擠蝕過程為：材料表面連續(xù)受到固體顆粒撞擊后，其表面。此時持續(xù)存在的沖擊行為使得薄片慢慢從材料表面為初始和穩(wěn)態(tài)兩個過程，初始過程是薄片未脫落但受熱

【參考文獻】：
期刊論文
[1]液壓閥沖蝕磨損特性分析與結構探討[J]. 魏世鵬.  現(xiàn)代制造技術與裝備. 2018(06)
[2]天然氣井井下定壓節(jié)流閥數值模擬及結構優(yōu)化[J]. 鐘功祥,王進,蔣曉波.  機械科學與技術. 2017(11)
[3]高壓流體入射角對節(jié)流閥材料的沖蝕預測及驗證[J]. 王國榮,錢權,楚飛,張曉莉.  中國機械工程. 2017(14)
[4]磨粒流研拋伺服閥閥芯噴嘴的沖蝕磨損分析[J]. 李俊燁,衛(wèi)麗麗,尹延路,吳紹菊,周立賓,張心明.  光學精密工程. 2017(07)
[5]基于CFD的伺服滑閥沖蝕磨損特性分析[J]. 孫飛,馮永保,胡宇,楊波波.  表面技術. 2016(12)
[6]基于CFD籠套式節(jié)流閥閥芯的沖蝕磨損研究[J]. 符運豪,李悅欽,郭龍龍,馮春宇,周然.  熱加工工藝. 2016(20)
[7]液控調節(jié)閥空化與沖蝕仿真模擬與分析[J]. 金浩哲,陳小平,鄭智劍,偶國富,許健.  中國科技論文. 2016(10)
[8]攜砂液流對除砂器針型閥沖蝕作用模擬研究[J]. 崔之健,董超云,黃凱亦,周加明,鄭建剛,張麗春.  西安石油大學學報(自然科學版). 2014(06)
[9]基于Fluent的高壓針形節(jié)流閥沖蝕磨損分析[J]. 曾偉,吳巍巍.  內江科技. 2013(06)
[10]煤液化高壓差調節(jié)閥空蝕/沖蝕磨損預測[J]. 偶國富,饒杰,章利特,鄭智劍,葉健.  摩擦學學報. 2013(02)

碩士論文
[1]液固兩相流體系典型管材磨損特性實驗及數值預測[D]. 劉旭.浙江理工大學 2017
[2]煤液化高溫調節(jié)閥流動磨損預測及校核研究[D]. 龔寶龍.浙江理工大學 2014



本文編號：3564105