摘要：目的研究在水力压裂作业中,高压压裂液对JY-50压裂弯管冲蚀磨损的影响规律及其主要影响因素。方法基于液-固两相流理论、FLUENT冲蚀模型,为消除误差,应用FLUENT3次重复性分析并取平均值,得到支撑剂密度、粒径、质量浓度、压裂液流速的变化对弯管冲蚀行为的影响。结果压裂弯管的易冲蚀区域为弯管段靠近出口的内壁面外侧区域和接近弯管出口的直管区域。随着支撑剂密度和粒径的增大,最大冲蚀速率均增大,支撑剂密度从2500kg/m3增大到3500kg/m3时,最大冲蚀速率增长了0.69倍,粒径从0.074mm增大到0.54mm时,最大冲蚀速率增长了1.45倍,但二者对平均冲蚀速率数值影响变化不大。支撑剂质量浓度的增大,导致冲蚀速率呈近似线性增大,从40kg/m3增大到210kg/m3时,最大冲蚀速率增长了2.3倍,平均冲蚀速率增长了1.526倍。流速从5m/s增大到25m/s时,最大冲蚀速率平均增长了34.30倍,平均冲蚀速率也增长了34.85倍。结论对JY-50压裂弯管冲蚀行为及影响进行了数值模拟,获得了压裂液的参数变化对压裂弯管的冲蚀影响规律,综合最大冲蚀速率和平均冲蚀速率数值及其增长倍数分析,压裂液流速是冲蚀速率增长的主要因素,对弯管冲蚀磨损影响显著。

关键词：高压压裂液 冲蚀行为 弯管 冲蚀速率 磨损 

单位：长江大学机械工程学院; 湖北荆州434023; 长江大学地热资源开发研究所; 湖北荆州434023; 克拉玛依创业有限公司; 新疆克拉玛依834000; 青岛金江源工业装备有限公司; 山东青岛266111; 湖北佳业石油机械股份有限公司; 湖北荆州434022