壓裂液返排期間放噴油嘴的磨損規律研究
【出 處】：
【作 者】：王方祥 楊仲才 趙增權 王林 王曉磊 張乾
【摘 要】壓裂液返排期間,由于支撐劑的回流返吐導致放噴油嘴磨損嚴重,不僅增加了更換油嘴的成本,而且影響壓裂施工效果。為了延長放噴油嘴的使用壽命,基于光滑粒子流體動力學（SPH）和有限元（FEM）的耦合方法,對壓裂液返排期間放噴油嘴的磨損規律進行數值模擬研究。以磨損速率為判斷標準,優化設計了放噴油嘴的內流道結構,優選了油嘴材料,探討了支撐劑質量分數和粒徑對油嘴磨損程度的影響。研究結果表明:放噴油嘴收縮段與直線段的過渡段和出口處的磨損最嚴重,優選油嘴的內流道結構為流線形,收縮段長度為25 mm,整體長度為42mm,材料為陶瓷;隨著支撐劑質量分數和粒徑的增加,放噴油嘴的磨損速率均呈現先增大后減小的規律;優化的放噴油嘴耐磨性強,使用壽命長,可保證壓裂液返排施工高效進行。研究結果可為高壓高含砂條件下的耐磨油嘴設計提供參考。