基于数值模拟的水下发球管汇系统流动与冲蚀

摘要：

水下发球系统具有作业成本低、无需长时间停井的优势,应用前景广泛.发球管汇系统管道结构复杂,管道内流场变化规律不清,出砂现象严重,在发球过程中会出现高流速,易发生冲蚀.基于某水下发球管汇系统,应用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的方法进行流场计算及冲蚀分析.结果表明,管内流速分布不均,弯管与T形管区域存在偏流;气液两相分布较为均一,但在竖直管段存在积液.对比冲蚀模型的计算结果,发现Generic与DNV模型计算结果相对准确;颗粒冲蚀速率较大的位置主要分布在含液区域或气液界面处,且竖直管段的冲蚀速率比水平管段更大;当颗粒含量为10×10-6 kg/m3时,颗粒直径为100 μm时,最大冲蚀速率为0.21 mm/a;最大冲蚀速率随着砂颗粒含量的增大、含砂量的增大而增大;且随着砂粒直径的增大,冲蚀区域愈趋向集中.管内流速高,长时间运行时冲蚀现象严重,需加强关键冲蚀区域的防护措施,提高腐蚀裕量,以保障管汇系统的安全运行.

关键词：计算流体力学、水下发球系统、多相流、流场分析、冲蚀分析

所属期刊栏目：23

分类号：TE985(石油机械设备与自动化)

资助基金：工业和信息化部高技术船舶科研项目2019GXB01-01

在线出版日期：2023-07-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：7317-7325