產(chǎn)水氣井沖縫套動(dòng)態(tài)沖蝕機(jī)理研究

鄧福成 李藝謀 龔 寧 韓耀圖 許朝輝 鄧君宇 陳 竹

(1.長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2.中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司 3.中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院有限公司 4.中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究有限公司 5.廣東省海洋協(xié)會(huì))

0 引 言

我國(guó)西部某氣田屬于深層異常高壓凝析氣藏，某井開(kāi)采一段時(shí)間后開(kāi)始產(chǎn)水，數(shù)月后，陸續(xù)出現(xiàn)油嘴堵塞、油嘴沖蝕和套管堵塞等異常情況?，F(xiàn)場(chǎng)多次更換管柱，產(chǎn)氣量仍然下降，且再次出砂時(shí)間的間隔較短、多次異常關(guān)井，說(shuō)明防砂篩管已經(jīng)失效，服役壽命遠(yuǎn)短于預(yù)期。研究沖縫篩管在腐蝕環(huán)境下的沖蝕機(jī)理，對(duì)產(chǎn)水氣井的防砂及沖縫篩管設(shè)計(jì)具有重要意義。

油管鋼也用于制作篩管，其腐蝕試驗(yàn)具有一定參考價(jià)值。P110S油管在腐蝕環(huán)境中，以CO2腐蝕為主，高溫和高含量的Cl-能加快腐蝕反應(yīng)速率[1-3]。N80油管在腐蝕環(huán)境中，H2S分壓是最敏感的因素之一，其次是溫度、Cl-含量和CO2分壓[4-5]。多種含鉻油管(S13Cr、13Cr、15Cr、25Cr)在高溫、高H2S分壓的腐蝕環(huán)境下適用，但在腐蝕環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間服役仍有氫致開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)[6-9]。與H2S、CO2單獨(dú)存在的環(huán)境相比，H2S/CO2共存的腐蝕環(huán)境對(duì)油管的危害更大，開(kāi)發(fā)出經(jīng)濟(jì)性較好的耐腐蝕鋼材和防腐措施(防腐涂層、緩蝕劑)是未來(lái)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域[10-11]。學(xué)者們對(duì)防砂篩管的結(jié)構(gòu)件也進(jìn)行了腐蝕試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，沖縫套腐蝕速率大于篩網(wǎng)腐蝕速率，但是篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)更細(xì)，所以壽命更短[12-13]。在腐蝕環(huán)境中，篩網(wǎng)會(huì)早于沖縫套失效，在沖縫套失效后，篩網(wǎng)質(zhì)量損失速率會(huì)更大。

長(zhǎng)期來(lái)看，腐蝕是篩管質(zhì)量損失的主要原因，但是沖蝕造成的質(zhì)量損失也不能忽視。陳珊珊等[14]對(duì)金屬網(wǎng)布篩管局部三維模型進(jìn)行仿真模擬，研究金屬網(wǎng)布篩管的速度分布、切應(yīng)力分布和沖蝕速率分布。鄧福成等[15]建立了沖縫套單元模型，通過(guò)CFD技術(shù)探究了不同因素對(duì)沖蝕磨損的影響，發(fā)現(xiàn)沖蝕磨損發(fā)生在沖縫套底部邊緣。這些研究?jī)H靜態(tài)模擬沖縫篩管的沖蝕，沒(méi)有考慮腐蝕作用。為此，筆者通過(guò)腐蝕試驗(yàn)，測(cè)得S13Cr材料的腐蝕速率，建立含腐蝕缺陷的沖縫套流道模型，并考慮腐蝕造成的質(zhì)量損失和變形，研究缺陷對(duì)沖縫管套沖蝕的影響，進(jìn)行氣-液-固三相流動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬。

1 腐蝕試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)條件

腐蝕試驗(yàn)依據(jù)GB/T 19291—2003和JB/T 7901—2001，腐蝕試驗(yàn)裝置原理圖和掛片結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。腐蝕試驗(yàn)主要考察含水體積分?jǐn)?shù)變化對(duì)腐蝕的影響，將凝析油和水按不同體積分?jǐn)?shù)配比制作腐蝕介質(zhì)，然后注入氣體模擬井下環(huán)境，試驗(yàn)條件如表1所示。采用失重法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理，腐蝕速率為：

(1)

式中：Vc為腐蝕速率，mm/a；ρ為掛片密度，g/cm3；s為掛片表面積，cm2；t為腐蝕時(shí)間，d；m0為掛片腐蝕前的質(zhì)量，g；mt為掛片腐蝕后的質(zhì)量，g。

圖1 試驗(yàn)裝置及掛片示意圖Fig.1 Schematic diagram of test device and coupon

1.2 試驗(yàn)結(jié)果

腐蝕試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，含水體積分?jǐn)?shù)從0增長(zhǎng)到100%，腐蝕速率從0.011 5 mm/a增長(zhǎng)到0.039 9 mm/a。試驗(yàn)結(jié)束后，去除腐蝕產(chǎn)物，掛片的腐蝕樣貌如圖3所示。由圖3可知，掛片整體呈現(xiàn)均勻腐蝕特征。通過(guò)激光共聚焦測(cè)量腐蝕坑的深度，腐蝕坑的3D形貌如圖4所示。

表1 腐蝕試驗(yàn)條件Table 1 Conditions for corrosion test

圖3 掛片的腐蝕樣貌Fig.3 Corrosion appearance of coupon

圖4 腐蝕坑的3D形貌Fig.4 3D morphology of corrosion pit

2 模擬理論

2.1 沖蝕速率模型

國(guó)內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過(guò)多年研究，建立了沖蝕模擬理論[16-20]。這些理論應(yīng)用在CFD仿真中。產(chǎn)水氣井出砂過(guò)程涉及氣-液-固三相流動(dòng)，數(shù)值模擬要計(jì)算連續(xù)相(氣液)之間的相互作用，同時(shí)計(jì)算連續(xù)相(氣液)和離散相(固)之間的相互作用。最后計(jì)算出顆粒對(duì)壁面造成的沖蝕速率，沖蝕速率為：

(2)

式中：Rerosion為材料表面沖蝕磨損速率，kg/(m2·s)；Nparticles為顆粒碰撞壁面的數(shù)量，個(gè)；mp為顆粒質(zhì)量流量，kg/s；C(dp)為顆粒粒徑函數(shù)，取定值1.8×10-9；θ為顆粒與壁面的沖擊角，rad；vp為顆粒碰撞材料表面的速度，m/s；b(v)為顆粒相對(duì)壁面的速度函數(shù)，取定值2.6；Aface為壁面計(jì)算單元的面積，m2；f(θ)為顆粒與壁面的沖擊角函數(shù)，采用分段多項(xiàng)式函數(shù)擬合沖擊角函數(shù)，將0°、20°、30°、45°和90°的函數(shù)值分別設(shè)置為0、0.8、1.0、0.5和0.4。

沖縫篩管使用的材料為S13Cr油管鋼，適用于I.FINNIE等[21]提出的模型，壁面恢復(fù)計(jì)算公式為：

(3)

式中：en為法向恢復(fù)系數(shù)，et為切向恢復(fù)系數(shù)，無(wú)量綱。

2.2 沖縫套流道及缺陷分布

沖縫套的縫道分布均勻，可建立單個(gè)縫道的流道，流道出口設(shè)置為雙縫。沖縫套實(shí)物如圖5a所示。測(cè)量沖縫套單元相關(guān)數(shù)據(jù)，建立沖縫套單元模型，如圖5b所示。以縫口上方7.5 mm處為參考面，建立1個(gè)包含縫道的長(zhǎng)方體，設(shè)置長(zhǎng)方體為主體、沖縫單元模型為特征，2個(gè)模型組合后得到?jīng)_縫套流道，如圖5c所示。在進(jìn)行腐蝕缺陷數(shù)值模擬時(shí)，一般將腐蝕缺陷分布設(shè)置為雙點(diǎn)腐蝕，腐蝕坑的截面主要為圓形和矩形[22-25]。由圖4可知，腐蝕坑截面為圓形，所以將腐蝕缺陷截面設(shè)置為直徑為1 mm的圓形或半圓。為了探究缺陷位置對(duì)沖蝕的影響，缺陷位置分布如圖6所示。2種分布方式的缺陷總面積相等，缺陷圓心之間的距離稱(chēng)為缺陷間距z，并且缺陷在zx平面成軸對(duì)稱(chēng)分布。缺陷為圓柱或半圓柱，高度為h。圖6的間斷線(xiàn)是讀取沖蝕磨損量的位置，距離出口0.2 mm，長(zhǎng)9 mm。將沖縫套底面分為3個(gè)區(qū)域，中間區(qū)域、邊緣中間區(qū)域和邊緣四角區(qū)域。

圖5 沖縫套建模流程圖Fig.5 Process of punched sleeve modeling

圖6 腐蝕缺陷分布位置Fig.6 Distribution position of corrosion flaws

2.3 網(wǎng)格劃分

采用非結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格對(duì)2種缺陷模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并對(duì)缺陷部分進(jìn)行局部加密。網(wǎng)格無(wú)關(guān)性模擬結(jié)果如圖7所示。當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量超過(guò)15萬(wàn)后，2種缺陷模型最大沖蝕速率的結(jié)果變化不超過(guò)5%，繼續(xù)提高網(wǎng)格數(shù)量并不能獲得更高的計(jì)算精度，所以使用網(wǎng)格數(shù)量為15萬(wàn)左右進(jìn)行后續(xù)計(jì)算。2種模型的網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖8所示。

圖7 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性模擬結(jié)果Fig.7 Results of grid independence simulation

圖8 模型網(wǎng)格劃分結(jié)果Fig.8 Results of grid division

2.4 動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬方法及邊界條件

以層鋪法(Layering)模擬腐蝕缺陷單向運(yùn)動(dòng)過(guò)程，網(wǎng)格閾值通過(guò)網(wǎng)格高度、坍塌因子和分裂因子控制，分別設(shè)置為0.5、0.4和0.3 mm，定義運(yùn)動(dòng)面為剛體。

對(duì)中間兩點(diǎn)缺陷模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)模擬對(duì)比分析。瞬態(tài)模擬考慮腐蝕對(duì)沖蝕的影響，腐蝕速率由動(dòng)網(wǎng)格速率體現(xiàn)。根據(jù)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果，含水體積分?jǐn)?shù)為0時(shí)，腐蝕速率為0.011 5 mm/a，故控制腐蝕缺陷的動(dòng)網(wǎng)格速率為3.65×10-10mm/s模擬沖縫套受到腐蝕作用。數(shù)值模擬設(shè)置如下：速度為3 m/s，顆粒直徑為0.050 mm，質(zhì)量流量為0.010 kg/s。瞬態(tài)模擬設(shè)置時(shí)間步長(zhǎng)為1×10-6s/步，每計(jì)算0.001 s(即1 000步)保存一次數(shù)據(jù)，每個(gè)項(xiàng)目計(jì)算0.030 s。瞬態(tài)模擬的項(xiàng)目較多，僅給出計(jì)算0.030 s的結(jié)果云圖，其他邊界條件如表2所示。

表2 瞬態(tài)模擬的邊界條件Table 2 Boundary conditions for transient simulation

3 數(shù)值模擬結(jié)果與分析

3.1 中間兩點(diǎn)缺陷模型的計(jì)算結(jié)果與分析

依邊界條件，使用中間兩點(diǎn)缺陷模型進(jìn)行數(shù)值模擬。缺陷深度為0.1 mm時(shí)，瞬態(tài)計(jì)算的結(jié)果如圖9所示。由圖9可知，最大沖蝕磨損量為4.613×10-7kg/m2。最大沖蝕磨損量的變化量除以所用時(shí)間即為最大沖蝕磨損速率，取0.020～0.030 s之間最大沖蝕磨損速率的平均值作為最終結(jié)果，為2.083×10-5kg/(m2·s)。其他缺陷深度時(shí)，中間兩點(diǎn)缺陷模型的最大沖蝕磨損量變化過(guò)程相似。

在0.017～0.019 s之間，最大沖蝕磨損速率出現(xiàn)了階梯式增長(zhǎng)，最大沖蝕磨損量的分布區(qū)域從缺陷處變?yōu)檫吘壦慕菂^(qū)域。這是因?yàn)檎龑?duì)傾斜面射入的顆粒在沖縫套流道中運(yùn)動(dòng)距離更長(zhǎng)，并且在撞擊傾斜面后，對(duì)邊緣四角區(qū)域造成二次撞擊。中間兩點(diǎn)缺陷對(duì)沖縫套的沖蝕影響較小，中間區(qū)域不是沖縫套的主要破壞區(qū)域。

缺陷深度為0.1 mm時(shí)，瞬態(tài)計(jì)算的沖蝕磨損云圖如圖10所示。由圖10可知，最大沖蝕磨損量為4.614×10-7kg/m2。設(shè)置顯示的最大沖蝕磨損量為4.100×10-7kg/m2，超過(guò)范圍的區(qū)域不顯示，說(shuō)明此區(qū)域受到的沖蝕磨損量更大，稱(chēng)為沖蝕聚集區(qū)。沖蝕聚集區(qū)分布在邊緣四角區(qū)域，說(shuō)明邊緣四角區(qū)域是易破壞區(qū)域。中間兩點(diǎn)缺陷使缺陷及其附近區(qū)域的沖蝕磨損量增大，說(shuō)明缺陷是沖蝕的重要影響因素。

圖9 缺陷深度為0.1 mm時(shí)的瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果Fig.9 Transient calculation at the flaw depth of 0.1 mm

圖10 缺陷深度為0.1 mm時(shí)，瞬態(tài)計(jì)算的沖蝕磨損云圖Fig.10 Transient calculation of erosion wear at the flaw depth of 0.1 mm

中間兩點(diǎn)缺陷模型的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果如圖11所示。由圖11可知，穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果大于瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果，最大沖蝕速率和最大沖蝕磨損速率之間的差距與缺陷深度呈正相關(guān)。缺陷深度0.1 mm時(shí)，穩(wěn)態(tài)計(jì)算第n步和第m步的沖蝕速率云圖如圖12所示。由圖12可知，設(shè)置顯示的最大沖蝕速率分別為2.20×10-5和2.00×10-5kg/(m2·s)。穩(wěn)態(tài)結(jié)果顯示，沖蝕聚集區(qū)分布的位置是隨計(jì)算步數(shù)變化的，這兩個(gè)結(jié)果都合理。由于中間兩點(diǎn)缺陷模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，沖蝕聚集區(qū)隨計(jì)算步數(shù)變化隨機(jī)分布在缺陷處和邊緣四角區(qū)域，穩(wěn)態(tài)計(jì)算的結(jié)果與最后一次注入的顆粒有關(guān)，顆粒運(yùn)動(dòng)的變化導(dǎo)致了最大沖蝕速率變化幅度較大，且分布區(qū)域也發(fā)生了改變。由圖9可知，計(jì)算0.020 s后，最大沖蝕磨損速率變化幅度低于2%，瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果的可靠性更優(yōu)。

圖11 中間兩點(diǎn)缺陷模型的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果Fig.11 Steady state and transient calculation of the model with two flaws in the middle

圖12 缺陷深度為0.1 mm時(shí)，穩(wěn)態(tài)計(jì)算第n步(上)和第m步(下)的沖蝕速率云圖Fig.12 Erosion rates of the nth (top)and mth (bottom) steps in steady state calculation at the flaw depth of 0.1 mm

3.2 邊緣四點(diǎn)缺陷模型的計(jì)算結(jié)果與分析

3.2.1 缺陷間距對(duì)沖蝕的影響

缺陷深度為0.1 mm時(shí)，使用邊緣四點(diǎn)缺陷模型進(jìn)行瞬態(tài)計(jì)算，設(shè)置缺陷間距2、9和15 mm，探究缺陷間距對(duì)沖蝕的影響。缺陷間距2 mm時(shí)，瞬態(tài)計(jì)算的結(jié)果如圖13所示。邊緣四點(diǎn)缺陷模型的結(jié)果取0.020～0.030 s之間最大沖蝕磨損速率的平均值作為最終結(jié)果。其他缺陷深度時(shí)，邊緣四點(diǎn)缺陷模型的最大沖蝕磨損量變化過(guò)程相似。不同缺陷間距時(shí)，瞬態(tài)計(jì)算的沖蝕磨損云圖如圖14所示。缺陷間距2 mm時(shí)，最大沖蝕磨損量在缺陷處呈現(xiàn)兩點(diǎn)分布，0.030 s累計(jì)最大沖蝕磨損量為1.117×10-6kg/m2，最大沖蝕磨損速率為4.245×10-5kg/(m2·s)。缺陷間距9 mm時(shí)，最大沖蝕磨損量在缺陷處呈現(xiàn)一點(diǎn)分布，0.030 s累計(jì)最大沖蝕磨損量為1.253×10-6kg/m2，最大沖蝕磨損速率為4.954×10-5kg/(m2·s)。缺陷間距15 mm時(shí)，最大沖蝕磨損量在邊緣最外端，0.030 s累計(jì)最大沖蝕磨損量為7.579×10-7kg/m2，最大沖蝕磨損速率為2.898×10-5kg/(m2·s)。

圖13 缺陷間距2 mm時(shí)，瞬態(tài)計(jì)算的結(jié)果Fig.13 Transient calculation at the flaw spacing of 2 mm

圖14 不同缺陷間距時(shí)，瞬態(tài)計(jì)算的沖蝕磨損云圖Fig.14 Transient calculation of erosion wear at different flaw spacings

不同缺陷間距時(shí)，間斷線(xiàn)上的沖蝕磨損量如圖15所示。非缺陷區(qū)域的沖蝕磨損量成周期性波動(dòng)，并且波動(dòng)幅度及周期長(zhǎng)度是相同的。由于入口面大于底面，部分顆粒撞擊傾斜面后，二次撞擊底面，導(dǎo)致8～9 mm段的沖蝕磨損量明顯增大。缺陷間距15 mm時(shí)，最大沖蝕磨損量分布在8～9 mm段；只有缺陷間距為2 mm時(shí)，缺陷部分的沖蝕磨損量大于非缺陷部分；缺陷間距為9 mm時(shí)，最大沖蝕磨損量分布在缺陷處，但是缺陷部分整體的沖蝕磨損量明顯下降，并且遠(yuǎn)離底面中心一側(cè)的非缺陷區(qū)域沖蝕磨損量大幅增加；缺陷間距為15 mm時(shí)，缺陷部分的沖蝕磨損量明顯下降。邊緣四點(diǎn)缺陷對(duì)沖蝕有明顯影響，缺陷間距在一定范圍內(nèi)(比如2 mm)，會(huì)使缺陷處整體的沖蝕磨損量大幅增加，加快沖縫套的破壞。缺陷間距超過(guò)一定范圍(比如15 mm)，會(huì)使非缺陷部分沖蝕磨損量大幅增加。因此，沖縫套沖蝕磨損最快的部分在邊緣中間區(qū)域。

圖15 不同缺陷間距時(shí)，間斷線(xiàn)上的沖蝕磨損量Fig.15 Erosion wear amount on the discontinuous line at different flaw spacings

3.2.2 缺陷深度對(duì)沖蝕的影響

缺陷間距為2 mm時(shí)，使用邊緣四點(diǎn)缺陷模型進(jìn)行瞬態(tài)計(jì)算，設(shè)置缺陷深度為0.1、0.2、0.3、0.4和0.5 mm，其他邊界條件相同，探究缺陷深度對(duì)沖蝕的影響。含水體積分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)，不同缺陷深度的沖蝕云圖如圖16所示。由圖16可知：含水體積分?jǐn)?shù)為0.5%，缺陷深度從0.1 mm增加到0.5 mm時(shí)，對(duì)應(yīng)的最大沖蝕磨損量從1.117×10-6kg/m2增加到2.121×10-6kg/m2；缺陷深度越大，最大沖蝕磨損量越大。缺陷深度從0.1 mm增加到0.5 mm，最大沖蝕磨損區(qū)域由兩點(diǎn)分布向“二”字分布轉(zhuǎn)變，最大沖蝕磨損區(qū)域的面積明顯增大。不同缺陷深度時(shí)，間斷線(xiàn)上的沖蝕磨損量如圖17所示。由圖17可知：缺陷深度越大，非缺陷區(qū)域的沖蝕磨損量越小，波動(dòng)幅度越??；缺陷深度越大，開(kāi)口高度越大，缺陷處的流量變大，流體攜帶的顆粒增多，所以缺陷處的沖蝕磨損量就越大。相應(yīng)的，非缺陷區(qū)域的沖蝕磨損量越小。

圖16 含水體積分?jǐn)?shù)為0.5%，不同缺陷深度的沖蝕云圖Fig.16 Erosion at different flaw depths and 0.5% volume fraction of water

3.2.3 含水體積分?jǐn)?shù)對(duì)沖蝕的影響

缺陷間距為2 mm時(shí)，使用邊緣四點(diǎn)缺陷模型進(jìn)行瞬態(tài)計(jì)算，設(shè)置含水體積分?jǐn)?shù)為0.5%、1%、2%和4%，探究含水體積分?jǐn)?shù)對(duì)沖蝕的影響。缺陷深度為0.1 mm，不同含水體積分?jǐn)?shù)的沖蝕云圖如圖18所示。由圖18可知，含水體積分?jǐn)?shù)從0.5%增加到4.0%，最大沖蝕磨損量從1.117×10-6kg/m2增加到3.750×10-6kg/m2，含水體積分?jǐn)?shù)越大最大沖蝕磨損量越大。含水體積分?jǐn)?shù)從0.5%增加到4.0%，最大沖蝕磨損區(qū)域由兩點(diǎn)分布向“一”字分布轉(zhuǎn)變，主要沖蝕磨損區(qū)域(綠色區(qū)域)分布面積明顯減小。

圖17 不同缺陷深度時(shí)，間斷線(xiàn)上的沖蝕磨損量Fig.17 Erosion wear amount on the discontinuous line at different flaw depths

不同缺陷深度時(shí)，各個(gè)含水體積分?jǐn)?shù)的最大沖蝕磨損速率如圖19所示。由圖19可知：缺陷間距為2 mm時(shí)，邊緣四點(diǎn)缺陷模型的最大沖蝕磨損速率與含水體積分?jǐn)?shù)、缺陷深度成正比。在含水氣井中，隨著含水體積分?jǐn)?shù)的增加，腐蝕速率和沖蝕磨損速率增加；沖縫套受到腐蝕和沖蝕產(chǎn)生缺陷，特別是邊緣中間區(qū)域的缺陷，會(huì)使缺陷處受到的沖蝕磨損速率進(jìn)一步增加。在這種腐蝕和沖蝕的共同作用下，沖縫篩管在含水氣井中極易被破壞，縮短服役壽命。

圖19 不同缺陷深度時(shí)，各個(gè)含水體積分?jǐn)?shù)的最大沖蝕磨損速率Fig.19 Maximum erosion wear rate at different water cuts and flaw depths

4 結(jié) 論

(1)含水體積分?jǐn)?shù)從0到100%，S13Cr的腐蝕速率從0.011 5 mm/a增長(zhǎng)到0.039 9 mm/a。瞬態(tài)模擬考慮腐蝕對(duì)沖蝕的影響，腐蝕速率由動(dòng)網(wǎng)格速率體現(xiàn)，動(dòng)網(wǎng)格速率取3.65×10-10mm/s。

(2)中間兩點(diǎn)缺陷模型的穩(wěn)態(tài)結(jié)果隨計(jì)算步數(shù)變化，沖蝕聚集區(qū)隨機(jī)分布在缺陷處和邊緣四角區(qū)域；瞬態(tài)結(jié)果顯示，計(jì)算0.020 s后，最大沖蝕磨損速率變化幅度低于2%，瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果的可靠性更優(yōu)。

(3)邊緣四點(diǎn)缺陷模型的缺陷間距為2 mm時(shí)，最大沖蝕磨損量分布在缺陷處，并且缺陷部分整體的沖蝕磨損量大幅增加，沖縫套沖蝕磨損最快部分在邊緣中間區(qū)域。

(4)最大沖蝕磨損速率與含水體積分?jǐn)?shù)、缺陷深度成正比。隨著含水體積分?jǐn)?shù)提高，沖縫套邊緣中間區(qū)域受到的腐蝕和沖蝕磨損速率越高，缺陷深度越來(lái)越大；隨著缺陷深度的增加，缺陷區(qū)域的沖蝕磨損速率進(jìn)一步提高。這種腐蝕和沖蝕的共同作用是沖縫篩管在產(chǎn)水氣井中服役壽命大幅縮減的原因。