北仑河口河道冲蚀的动力背景

通过对河口水域动力要素的分析得出,河川径流、季节性风浪流、周期性潮流是北仑河口河道冲蚀的主要动力因素,三者的叠加不但使河道的大小、位置、形态等发生变化,而且还造成河岸的严重侵蚀。     

淹没水射流锥形喷嘴的计算分析与试验比较

应用面元法对淹没水射流锥形喷嘴流动特性进行了简要的计算,并结合试验结果作了分析与比较,指出分析不同结构喷嘴内部及射流区域内的压力系数分布,可以得出喷嘴的收缩角α及圆柱段Ｌ与喷嘴冲蚀性能之间的关系,为对喷嘴的进一步研究提供了理论指导。     

浆体冲蚀磨损试验装置的研制

介绍了自行设计和研制的可实现浆体冲蚀磨损条件、适用于进行冲磨损机理研究的试验装置。     

模拟套管固井滑套工况下冲蚀实验方案设计

新研发的井下工具必须经严格实验检验才能投放现场,因此,实际工况的准确模拟显得尤为重要。针对固井滑套在压裂时具有大排量与高含砂比的特点,设计了四泵串并联方式的工况模拟实验模型。根据实验条件,先假设冲蚀实验设备连接方案为两泵并联方式,而理论计算得出泵为管路所提供的扬程需达到35.82 m,与实测单台离心泵Q-H特性曲线相结合,最终确定了设备连接方案为四泵串并联方式。通过监测模拟冲蚀实验中的排量与含砂比,结果表明,所设计的实验方案能够满足模拟大排量（4.5~7.0 m³/min）、高含砂比（体积比25%）的冲蚀要求且存在较大余量;同时得出进行压裂作业时不同孔眼数的滑套对管路整体压力损耗、实验流量、泵送能力等影响明显。     

气体携岩对钻杆接头冲蚀规律研究

针对气体钻井钻杆接头冲蚀严重易导致钻杆快速失效的问题,基于两相流计算流体动力学有限元法建立了气
体携岩冲蚀18° 斜坡钻杆的CFD 仿真模型。根据此模型,系统地研究了钻杆居中、钻杆不同偏心程度、不同注气量以
及不同钻速对岩屑颗粒冲蚀钻杆接头、岩屑颗粒运动轨迹和浓度分布以及环空气流速的影响。结果表明：（1）钻杆居
中时,冲蚀速度对称分布,接头冲蚀比钻杆本体冲蚀严重,迎风坡面顶部附近出现最大冲蚀速度。同时,得到了接头最
大冲蚀速度随岩屑质量流量及携岩速度的定量关系;（2）钻杆偏心时的最大冲蚀速度和接头宽流道环空一侧的冲蚀速
度比钻杆居中时大,且偏心程度越高,接头环空窄流道一侧冲蚀区域越密集。钻杆偏心程度在30%～70% 时,最大冲
蚀速度由钻杆接头转移至钻杆本体。接头最大冲蚀速度分别在钻杆偏心0～30%、50%～70% 和80%～90% 时随携岩速
度增加而增加,但在钻杆偏心30%～50% 和70%～80% 时最大冲蚀速度随接头环空宽流道岩屑浓度减小而减小。研究
结果为预防钻杆接头冲蚀失效提供了理论依据,并在现场得到了应用。     

电潜泵叶轮冲蚀磨损的数值模拟及验证

针对同井采注水中电潜泵叶轮出现的冲蚀磨损问题,采用RNG k − e湍流模型和离散相模型,实现对冲蚀磨损的数值模拟。通过对不同粒径和转速条件下叶轮的冲蚀磨损进行分析,得到了冲蚀磨损规律和磨损机理。研究结果表明,叶片凹面中心是最严重的冲蚀磨损区域;转速和砂粒粒径增大都会加剧冲蚀磨损,逐步使冲蚀磨损较严重的区域由凹面中部的一点逐步扩展到整个凹面;0.07 mm 是冲蚀磨损迅速增强的临界点;数值模拟结果与验证结果吻合较好。因此,利用CFD 预测潜油电泵叶轮的冲蚀磨损是可行的。     

系列α-Al_2O_3结构陶瓷的耐冲蚀磨损性能

以冲蚀磨损工况下的泵用材料Cr15Mo3高铬铸铁为对比材料,采用转盘式液-固双相流试验机研究了系列α-Al2O3结构陶瓷(90瓷、95瓷、99瓷)的耐冲蚀磨损性能及微观失效机制.结果表明:在不同磨粒硬度试验条件下,Cr15Mo3的冲蚀磨损率均比α-Al2O3结构陶瓷的高4～6倍,且随着磨粒硬度的增加,Cr15Mo3的冲蚀磨损率增加幅度更大;α-Al2O3结构陶瓷的冲蚀磨损体积随磨料含量的增加略有增加,但在相同磨粒硬度试验条件下相差不大,因此该工况下可使用90瓷或95瓷,从而提高应用材料的性价比;Cr15Mo3的微观失效有明显的方向性和腐蚀痕迹,主要以微切削、犁沟和冲蚀坑等形式为主,而α-Al2O3结构陶瓷的失效主要是晶界玻璃相失去,有少量冲蚀坑和晶粒剥落痕迹,迅速增加径向和横向断裂表面能是其主要耗能方式.     

双壁钻杆反循环系统新型井下封阻导流器冲蚀与强度研究

井下封阻导流器的设计与优选是双壁钻杆反循环钻井的关键,针对高流速、大循环压差的工作环境,设计了一种同一本体不同井眼的井下封阻器,并对不同入口质量流速与颗粒粒径条件下进行了流体流动与封阻器磨损建模研究,依据冲蚀模拟结果对封阻器进行了强度分析,设计并进行了封阻器气密性验证与返砂实验。可看出,封隔器壁面磨损程度随着入口流量的增大和颗粒粒径的减小而逐渐增大,且根据抗拉抗扭强度要求,封阻器最大安全扭矩为29 t/m,最大安全拉力约合270t。实验结果表明,新型井下封阻导流器符合双壁钻杆反循环要求。     

电弧喷涂药芯丝材涂层的组织和高温冲蚀性能

采用电弧喷涂自制的FeB和CrB两种药芯丝材在20#钢基体表面制备了FeB涂层和CrB涂层,分析了两种涂层的显微组织、相结构、硬度和孔隙率,并采用高温冲蚀磨损试验考察了其耐高温冲蚀磨损性能.结果表明:FeB涂层主要物相是α-Fe,FeB和FeB2,CrB涂层中主要存在α-Fe,CrB和Cr2O3相,两者的微观组织结构都是由弥散分布在铁基金属中间的硬质相粒子和少数孔洞组成,涂层与基体之间结合良好.FeB涂层的孔隙率小于CrB涂层,但硬度低于CrB涂层.FeB涂层和CrB涂层在650 ℃下具有良好的抗高温冲蚀磨损性能,都能够对20#钢基体起到较好的防护作用,但CrB涂层抗高温冲蚀磨损性能比FeB涂层更好.     

塔河油田某联轻烃站CO2对设备管道腐蚀分析

根据CO2对塔河油田某轻烃站部分设备内部腐蚀情况分析,通过对原料气所含CO2比例、检验腐蚀特征、研究结合管输介质流速对金属的失效原因进行了综合分析,结合防腐技术,提出设备发生腐蚀的具体原因,并探讨降低CO2对轻烃站产生腐蚀情况的方法。