傾斜管內(nèi)油氣兩相流段塞流特性及其識(shí)別方法研究.pdf

1、油氣混輸技術(shù)在石油工業(yè)中正發(fā)揮著日益重要的作用.油氣混輸技術(shù)以其高效率、低成本、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)受到石油工業(yè)的廣泛重視,世界各國(guó)都在對(duì)油氣輸送關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究攻關(guān),油氣混輸技術(shù)已成為十分重要的熱點(diǎn)課題.油氣混輸技術(shù)的關(guān)鍵性制約難題,是目前還沒(méi)有根本掌握油氣流動(dòng)的特性以及如何控制混輸過(guò)程段塞流的發(fā)生.為了提高油氣混輸?shù)男什p少事故發(fā)生,加強(qiáng)對(duì)油氣混輸流動(dòng)特性的研究具有重要的實(shí)用價(jià)值.油氣混輸流動(dòng)是典型的兩相流動(dòng),同空氣-水兩相流動(dòng)相比

2、,油氣混輸流動(dòng)的特殊性在于:受地形起伏影響,混輸管道大多是傾斜的;同時(shí),油氣混輸管道管徑較大,一般在 75mm以上.這兩個(gè)因素不僅使得對(duì)油氣混輸流動(dòng)特性研究的難度加大,更造成進(jìn)行該領(lǐng)域研究的實(shí)驗(yàn)裝置龐大、建設(shè)投資大、運(yùn)行費(fèi)用高等困難,導(dǎo)致目前對(duì)這方面的研究還很不充分.有鑒于此,研究大尺度傾斜管道內(nèi)油氣流動(dòng)特性對(duì)油氣混輸技術(shù)具有極為重要的意義.本文利用大型可傾斜油氣水多相流實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置(內(nèi)徑125mm),通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論分析方法探求傾斜管

3、道內(nèi)油氣兩相流流動(dòng)特性,為進(jìn)一步的深入研究奠定基礎(chǔ).本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:一、對(duì)內(nèi)徑為125mm的傾斜管道內(nèi)油氣兩相流流型及流型轉(zhuǎn)變特征進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,繪制了相應(yīng)狀態(tài)下的流型圖;并通過(guò)改變管道傾斜角度,研究了傾角變化對(duì)管內(nèi)流型分布特征的影響.二、研究了管道傾斜角度、管徑以及流體物性對(duì)管內(nèi)兩相流流型分布的影響.由于工程實(shí)際中各油田在這三個(gè)方面存在明顯差異,因此研究這些因素對(duì)管內(nèi)流型分布的影響對(duì)研究油氣混輸流動(dòng)具有重要的意義.本文利

4、用流型預(yù)測(cè)模型模擬了這些因素對(duì)管內(nèi)流型分布的影響,并和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較.本文集中研究了液相粘度、氣相密度以及液相表面張力三個(gè)因素對(duì)管內(nèi)流型分布的影響.上述研究結(jié)論不僅為油氣混輸技術(shù)中管道管徑及鋪設(shè)角度的選取提供了理論依據(jù),也為進(jìn)一步深入研究油氣混輸管內(nèi)流型變化提供了參考數(shù)據(jù).三、研究了傾斜管道內(nèi)段塞流的轉(zhuǎn)變速度及其頻率特征,并對(duì)段塞流控制技術(shù)進(jìn)行了探討.四、在實(shí)驗(yàn)和理論研究的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用小波分析、概率密度函數(shù)(PDF)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)