新型液动冲击器液固两相流冲蚀数值模拟

论文摘要

针对液动冲击器在泥浆钻进过程中因冲蚀严重而无法实现工业化应用的问题,从结构创新角度设计了一种抗冲蚀的新型液动冲击器。以液固两相流动力学和冲蚀理论为基础,建立液动冲击器冲蚀模型,采用拉格朗日粒子追踪算法计算固相颗粒运动轨迹,基于液动冲击器内部流场分析预测冲击器冲蚀区域分布、颗粒冲击速度对主要零件(冲锤、上套筒和外壳)冲蚀的影响及其工作寿命。由数值模拟结果可知:冲蚀区域主要集中在冲锤上腔的底面、冲锤边角处、流道孔进口壁面、上套筒呼吸孔进口处以及上部壁面;冲锤、上套筒和外壳的平均冲蚀率与冲击速度呈幂函数关系,速度因子在1～4之间;根据对比分析可知,新型冲击器关键零部件的耐冲蚀寿命与现有冲击器射流元件相比有明显提升。研究工作对推动新型液动冲击器工业化应用有较为重要的参考价值。

论文目录

• 1 液动冲击器冲蚀理论基础
•   1.1 液动冲击器工作原理
•   1.2 粒子追踪模型
•   1.3 液动冲击器冲蚀模型
•   1.4 液动冲击器冲蚀失效计算
• 2 液动冲击器冲蚀数值模拟
•   2.1 液动冲击器模型建立
•   2.2 液动冲击器冲蚀数值模拟结果分析
•     2.2.1 流场特性分析
•     2.2.2 冲击速度对冲蚀的影响
•     2.2.3 冲蚀失效分析
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 祝效华,范诚,刘上

关键词: 钻井,液动冲击器,冲蚀,流场分析

来源: 工程设计学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 西南石油大学机电工程学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51674214),四川省青年科技创新团队项目(2017TD0014)

分类号: TE92

页码: 87-94

总页数: 8

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