固相初始浓度对返排压裂液用射流泵性能影响规律

刘冰，孙伟华，吴建军，王华健，徐丽萍，綦耀光，张芬娜

山东科技大学机械电子工程学院中石油煤层气有限责任公司工程技术研究院中国石油大学(华东)机电工程学院

摘 要：针对射流泵用于压裂液返排时效率过低的问题,采用Fluent 16.0中mixture多相流模型,对排砂射流泵开展了数值模拟研究,着重分析了固相初始浓度对排砂射流泵内流场、性能和效率的影响。结果表明:固相初始浓度越高势流核心长度越大,且固液两相混合完成的位置向喉管出口处移动;模拟得到的扩散管出口处浓度值随着固相初始浓度增加与理论值出现偏差,且浓度越大偏差越大,在初始浓度为20%时偏差值达到17.62%;砂粒的存在使得排砂射流泵特性曲线下降,在固相初始浓度为20%工况下,流量比M为1.2,相比于流量比M为0.3时,效率和压力比分别下降了52.38%和60.32%;在同一流量比工况下(M=0.7),固相初始浓度为20%时相较于单相流工况下,效率和压力比分别下降了25.92%和26.08%。

关键词：排砂射流泵;内流场;浓度;效率;基本特性;