摘要：混砂搅拌装置性能对压裂技术的实施起着关键性作用.针对混砂搅拌的特点及对压裂混合液的质量要求, 确定了压裂混砂设备关键部件中搅拌叶轮和混砂罐的结构设计方法.利用Fluent软件完成了对搅拌罐内部流场的分析, 得到了固相体积分数为0.6 的混合液在2 s 内的压力与密度分布云图, 并针对不同固相体积分数对搅拌效果的影响, 对搅拌罐搅拌20 s 后的内部密度流场进行了数值模拟.分析结果表明, 罐内形成了上、下2 个流场循环, 在交汇处形成了低压区; 数值分析计算处罐中混合密度与理论分析结果比较接近; 固相体积分数为0. 6 的混合液搅拌罐底部密度大部分区域较理论值偏小, 固相体积分数为0.4 和0. 2 的混合液搅拌罐底部较大部分区域的密度与理论值偏大.结构分析以及数值模拟验证为混砂搅拌装置的设计提供了理论依据.

关键词：压裂 混砂搅拌罐 搅拌叶轮 结构分析 数值模拟 

单位：中国石油大学(北京)机械与储运工程学院 长江大学机械结构强度与振动研究所