天然气水合物试采多相输送的弯管段防护研究

TE832; 天然气水合物浆液中混杂的泥砂颗粒在低流速管段容易产生堆积阻塞,在高流速管段经常发生冲蚀磨损,目前国内外针对以液体为连续相流动的气液固多相流冲蚀研究较少.为此,以欧拉(Euler)气泡流模型与离散相模型(DPM)耦合的多相流数学模型为理论基础,对多相流中气液相间分布及管壁冲蚀磨损进行了数值模拟,开展了冲蚀磨损试验并提出耐磨防护方案.研究结果表明:可以从减弱弯管段湍流剪切作用、颗粒对弯管内壁的直接碰撞及减少动能传递进行防护设计;15°楔形垫层对应的最大冲蚀速率减幅 74.55%,在 1.0～2.2 m/s的流速范围内防护效果更明显;陶瓷涂垫层防护对冲蚀-腐蚀交互作用有明显的抑制效果....

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Published in石油机械 Vol. 52; no. 1; pp. 109 - 117
Main Authors 白莉, 商鹏程, 刘强, 王海文
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国石油大学 (华东)%中海油能源发展股份有限公司清洁能源分公司%中船黄埔文冲船舶有限公司 2024
Subjects
dual protection scheme
管道输送
水合物浆液
双重防护方案
hydrate slurry
nonlinear collision
Bubble-DPM model
pipeline transportation
erosion wear
非线性碰撞
Bubble-DPM模型
冲蚀磨损
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Summary:TE832; 天然气水合物浆液中混杂的泥砂颗粒在低流速管段容易产生堆积阻塞,在高流速管段经常发生冲蚀磨损,目前国内外针对以液体为连续相流动的气液固多相流冲蚀研究较少.为此,以欧拉(Euler)气泡流模型与离散相模型(DPM)耦合的多相流数学模型为理论基础,对多相流中气液相间分布及管壁冲蚀磨损进行了数值模拟,开展了冲蚀磨损试验并提出耐磨防护方案.研究结果表明:可以从减弱弯管段湍流剪切作用、颗粒对弯管内壁的直接碰撞及减少动能传递进行防护设计;15°楔形垫层对应的最大冲蚀速率减幅 74.55%,在 1.0～2.2 m/s的流速范围内防护效果更明显;陶瓷涂垫层防护对冲蚀-腐蚀交互作用有明显的抑制效果.研究结论可为管道输送工程防护措施的制定提供技术参考.
ISSN:1001-4578
DOI:10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2024.01.014