《表1 模型泄漏孔形状及参数》

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《气井油套管泄漏流场的数值模拟研究》

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流体模型由管体和泄漏孔组成，管体全长1 192 mm，直径104 mm，泄漏孔高度5 mm。设置筒外环境模型，底部与泄漏孔相连，为半径10mm、高度20 mm的圆柱，该计算域的面积满足气体射流的自由充分发展条件，即边界不干扰泄漏流场。为研究泄漏孔形状和大小对流场的影响，设置圆形泄漏孔孔径分别为0.17、0.30、0.40和0.47mm，泄漏孔形状设置为等面积（孔径为0.30 mm的圆孔）的圆形、缝隙、三角形和正方形（见表1）。由于气体在泄漏孔与井筒连接处流场变化剧烈，加密处理泄漏孔附近的网格，从泄漏孔入口截面处开始至泄漏孔出口远端网格尺寸按一定比例因子增长，以提高仿真精度。建立监测平面反映油套管内部和泄漏孔内部的流场参数分布，平面本身不影响内部流动。三角形、正方形和圆形的监测平面与流体进出口平面平行，贯穿井筒和泄漏孔内部，缝隙形泄漏孔的监测平面与井筒出口平面垂直，贯穿井筒与泄漏孔内部。筒内介质为可压缩理想氮气，筒外环境分别设置为空气和水。油管入口边界为压力入口，井筒出口和筒外环境顶部边界为压力出口，其余各面均默认为实体壁面。