金属网布筛网冲蚀预测几何模型优选

金属网布筛网是含砂油气田生产最常用的挡砂工具,含砂液流必然会对防砂筛管造成不同程度的冲蚀破坏,严重影响油井或气井的正常生产。针对防砂筛管几何结构复杂、冲蚀模型选择难等问题,基于流场相似理论提出了一种柱状多孔结构简化几何筛网模型,并以油井生产运行工况数据为依据优选了适宜的筛网冲蚀预测模型。在模拟中把油水考虑成均相,油水混合物密度采用含水率的加权平均来计算,油水混合物黏度按照具有较高精度的Mcadams公式计算。模拟结果与筛网喷射冲蚀试验数据进行了对比分析,发现ZHANG模型的计算结果与试验数据误差较小(16.57%),而DNV模型与OKA模型的结果与试验数据误差较大(26.4%和36.34%);DNV和OKA模型冲蚀区域比较集中,与试验结果不符,ZHANG模型下筛网的冲蚀相对发散,与室内试验比较相符。简化的几何筛网模型和优选的ZHANG模型具有较高的可靠性,可为井下筛网的选型、生产工艺设计提供参考。

不同液速下的金属网布筛网冲蚀性能评价

针对金属网布筛网在油井防砂中遇到的冲蚀问题,基于实验和计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟计算,采用失重法和McLaury冲蚀预测模型,分析了不同液速对金属网布筛网冲蚀磨损的影响。结果表明:随着液速的增大,金属网布筛网冲蚀速率实验值和模拟值均增大,且冲蚀速率实验值小于模拟值;在液速为0.5~1.0 m/s时,筛网冲蚀速率值呈幂相关,液速为1.0~2.0 m/s时呈对数相关,实验值与模拟值规律一致,误差均小于20%;CFD模拟云图表明筛网速度进口面冲蚀速率大于出口面,且冲蚀云图和筛网电镜图片均表明最大冲蚀率发生在筛网经纬丝交错网孔处。