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气液两相射流表面清洗流场数值模拟

2021-04-16时凤霞赵健孙晓光尹海亮

中南大学学报(自然科学版) 2021年3期

时凤霞,赵健,孙晓光,尹海亮

(1.中国石油大学胜利学院油气工程学院,山东东营,257061;2.中国石油大学(华东)东营科学技术研究院,山东东营,257061;3.中石油煤层气有限责任公司忻州分公司,山西太原,030000)

油管是油气资源开采必不可少装备之一,在油气开采过程中起着非常重要的作用,用量多,成本高。油田经过一段时间开发之后,油管在高温高压环境中容易形成污垢,如油垢、水垢、焦炭状物质和沉积物等,导致油管可流动面积减小,流动损耗增加,油气开采效率降低,甚至会因完全堵塞而导致停产,严重影响着油气开采的整体效益[1-2]。油管清洗技术可有效实现油管的重复再利用,已成为油田油管处理工艺中的重要环节,因此,高效油管清洗技术研究尤为重要。

高压水射流技术以其高效和环保等优势,在破岩和清洗等方面的应用较广[3-4],汪红祥等[5]模拟研究高压水射流冲击损伤破岩和裂纹扩展过程;ZHAO 等[6]研究高压粒子水射流破岩机理和影响参数;郭琦等[7]利用高压水射流清洗技术对涂层及不同硬度工件进行冲击试验,得到工件涂层去除及表面粗糙度变化情况;鲁军波等[8]基于水射流分布特征和清洗机理,提出入射角、压力、喷嘴、靶距和平移速度等参数选择方法。而高压水射流技术因其工作压力较高,极易引发安全事故,而空化射流更安全和节能[9-10],因此,近年来在清洗去污、水处理和油气工程等领域研究空化射流技术较多,麻斌等[11-12]基于空化理论提出一种针对喷嘴孔内空化模型,并对空化模型进行可视化试验验证;……

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