基于CFD的压裂球座冲蚀磨损数值模拟

在水平井压裂改造过程中,压裂球座的存在改变了流域的几何形状,进而影响了压裂液的流动状态,同时携砂压裂液在管道中快速运动,导致球座表面出现严重的冲蚀磨损现象,这使压裂球座的坐封配合性能下降,影响投球打开滑套以及后续压裂施工等操作的正常进行。基于CFD软件Fluent,建立了井下球座的流体动力学模型,分析了球座锥段角度、压裂液黏度和砂粒粒径等参数对井下流态以及球座表面冲蚀磨损速率的影响规律。模拟结果表明,磨损率的最大值出现在球座锥段与小圆柱段的连接处;球座表面冲蚀磨损率随着球座锥段角度的增大而快速升高,却随着压裂液黏度和砂粒粒径的增大而降低。