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摘要
针对钻井作业中高压流体携带的固相颗粒高速撞击阀芯曲面,导致阀芯轮廓冲蚀严重及节流阀使用寿命缩短这一技术性难题,运用欧拉-拉格朗日法和离散相模型,预测了颗粒在不同入射角度下对40Cr钢的冲蚀磨损量、冲蚀速率和冲蚀形貌分布,并将其与相关实验进行了对比。对比结果表明:当粒子入射角由15°增大到90°时,预测冲蚀斑坑深度、冲蚀质量损失和冲蚀速率先增大、再减小,冲蚀表面形貌由椭圆形逐渐向圆形变化;当粒子入射角为45°时,材料质量损失达到最大。因此,在进行节流阀的优化设计时,应尽量避免粒子入射角为45°以减缓粒子对阀芯的冲蚀。
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单位中国石油集团钻井工程技术研究院; 中国石油西南油气田分公司; 石油大学机电工程学院
