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用离散颗粒流数值模拟方法预测气井金属网布筛管冲蚀寿命

         
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深水气井生产过程中高速流体携带储层砂粒冲蚀筛管易造成筛管防砂失效.目前室内挂片冲蚀实验仅考虑网布因素,预测的筛管冲蚀寿命误差较大.以气井出砂中常用的金属网布筛管为研究对象,建立全结构三维金属网布筛管数值模拟模型,利用离散颗粒流DPM方法模拟砂粒在筛管中流动冲蚀过程,分析不同流速和浓度下砂粒对金属网布速度分布和冲蚀速率影响,预测金属网布筛管冲蚀寿命.研究发现:(1)筛管冲蚀速率与流体速度呈指数关系,与含砂浓度呈线性关系;流速和含砂浓度越大,冲蚀速率越大;(2)筛网各层结构流速和冲蚀速率不同,入口流速0.5～2.0 m/s之间,第1层筛网流速和冲蚀速率是入口流速和冲蚀速率的2.32～4.20倍和10.91～15.96倍,第2层筛网流速和冲蚀速率是入口速度和冲蚀速率的1.60～2.10倍和3.00～5.58倍;(3)筛管冲蚀破坏首先发生在第1层筛网,筛管结构造成第1层筛网流速扩大是筛网冲蚀破坏的主要原因.利用离散流数值模拟方法预测不同流速下筛网冲蚀寿命,与现场监测寿命值对比,最小误差2.0％.该方法为气井金属网布筛管出砂冲蚀寿命预测提供新的技术手段.

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