润滑与密封

作者：林元华，程金亮，赵兴龙，杨明庆，刘冰，周念涛，石维渺，王明安

单位：西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,,西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,,川庆钻探公司井下作业公司遂宁分公司,,中国石油新疆油田分公司,,西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,,西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,,西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,,重庆新泰机械有限公司,

关键词：A105钢;冲蚀磨损;喷嘴模型;冲蚀实验;冲蚀模拟;冲蚀速率方程

基金：国家自然科学基金项目（52074232）；四川省自然科学基金重点项目（2022NSFSC0028；2022NSFSC0994）

在油气开采过程中，砂子等附带产物不断冲蚀阀门，造成阀门冲蚀损伤，甚至失效。然而现有阀门冲蚀磨损的CFD模拟研究大多采用已知的冲蚀模型来描述冲蚀速率，使得模拟结果的可靠性受到限制。为解决此类问题，采用液-固喷嘴冲蚀实验研究方法，利用泥浆喷射冲蚀试验机开展不同冲击角度（15°~90°）和冲击速度（12.74~24.84 m/s）下阀芯常用材料A105钢冲蚀实验；采用Ahlert冲蚀模型对实验数据进行拟合，建立A105钢的冲蚀率方程；采用CFD有限元模拟研究方法，建立液固喷嘴冲蚀模型，并验证模型准确性。结果表明：在15°~90°范围内随冲击角度的增加冲蚀速率先增大后减小，30°时冲蚀速率最大，90°时冲蚀速率最小；在12.74~24.84 m/s范围内随冲击速度的增加冲蚀速率增大。实验结果表明，所建立的拟合冲蚀模型与实验数据最小误差为3.4%~8%，验证了冲蚀速率方程的可靠性。

来源：2025年第11期

《润滑与密封》期刊编辑部

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