彎曲角度對油氣兩相混輸彎管沖蝕影響研究

呂廣磊

（中海油安全技術服務有限公司，天津 300450）

凝析氣井的產物往往呈油氣兩相混合狀態，由于采用兩相混輸的成本要遠低于油氣分離后分別運輸，因此兩相混輸管道被廣泛的應用于油氣長距離運輸當中[1]。但采用兩相混輸將降低管道的壽命，尤其是對于彎管部分。一方面，流動方向的變化，將促使液體油滴與金屬管壁頻繁接觸或附著于壁面之上，從而導致電化學腐蝕的發生[2]；另一方面，油滴的輸送速度較高，與彎管內壁發生頻繁的沖刷碰撞會使材料出現疲勞甚至導致材料的磨損脫落[3]。在腐蝕與沖刷磨損的共同作用下，管道壁面的減薄速率大大提升，增加了管道泄漏失效的風險。

目前，計算流體力學（CFD）方法已經發展的十分成熟，對于相數較少的管流情況，具有十分可靠的計算精度，被廣泛應用到兩相管流的研究當中[4，5]。孫占煒等[6]通過借助計算流體力學軟件Fluent，對三通管內的氣液兩相流動情況進行了數值分析，發現在三通內會出現油氣的初步分離，并得到了支管高度對流型和湍流旋渦的影響規律。李爽等通過實驗與計算結合的方法，對上傾管內兩相流型和壓降進行了研究，分別對高黏度和低黏度情況下的計算誤差進行分析，并優化了相關的數值計算模型。Wenlong Jia 等[7]對90°彎管在氣液固三相流中的壁面減薄進行了CFD 數值計算，指出磨損是腐蝕與沖蝕共同作用導致的，預測出了壁面主要的減薄區域，并通過實驗驗證了計算結果。……