基于气固两相流的割缝筛管冲蚀模拟研究

目前对气井中防砂筛管的冲蚀研究较少,在设计过程中主要采用经验法来选择筛管精度及气井的生产参数.采用计算流体力学(CFD)方法对气井中割缝筛管的单缝的内部流动规律进行分析,并引入Tulsa大学冲蚀与腐蚀联合研究中心(E/CRC)提出的冲蚀模型,分析不同生产压差下割缝筛管缝隙的冲蚀特征及最大冲蚀量.结果表明:①筛管梯形缝口窄边处的流速最大,且冲蚀速率最大.随着生产压差增大,穿过筛管缝隙进入筛管内环空的粒子数增多.在流速激增的作用下,增大了粒子对筛管缝隙的冲蚀破坏程度;②割缝筛管的冲蚀量随着生产压差增大而增加,两者呈指数关系;③筛管的冲蚀区域主要集中于割缝的两端处,随着生产压差的增加,上端的冲蚀剧烈区域逐渐增大,但下端冲蚀的剧烈区域逐渐缩小.在气井的生产过程中合理设定生产压差,对于长效防砂及提高筛管的使用寿命至关重要.