起伏管路二相彈狀流流動(dòng)特性研究.pdf

1、彈狀流是油氣混輸管路中最為常見的流型,間歇性和不規(guī)則性是其最顯著的特點(diǎn),這種特點(diǎn)導(dǎo)致管路內(nèi)持液率和壓力的急劇波動(dòng),對上游的輸送設(shè)備、下游油氣處理設(shè)備和管路自身安全運(yùn)行影響極大.隨著石油勘探向深海以及沙漠腹地的延伸,所需要的油氣混輸管路越來越長,很多油氣混輸管路隨地形的起伏而變化,起伏管路中的多相彈狀流動(dòng)成為一種最常見的現(xiàn)象,而目前只有少數(shù)的研究者對起伏管路中氣液兩相彈狀流的進(jìn)行了有限的研究.該文在國家多相流重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的氣水二相流實(shí)驗(yàn)臺(tái)上

2、對起伏管路中的二相彈狀流進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了適應(yīng)多個(gè)小傾角的起伏管路實(shí)驗(yàn)段以模擬實(shí)際油氣混輸管路中起伏地形下的彈狀流動(dòng),建立了一套電導(dǎo)探針測量系統(tǒng),以對液彈長度和液彈速度進(jìn)行測量;一套高速動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),以精確地采集所需要的電導(dǎo)探針和壓力信號(hào).對不同傾角(1°、3°和5°)起伏管路中彈狀流液彈頻率進(jìn)行了分析發(fā)現(xiàn)液彈頻率是管路進(jìn)口效應(yīng)造成的,和管路傾角無關(guān);液彈頻率隨著折算氣相速度的增加表現(xiàn)出一種先減小而后突然增大的趨勢;隨著折算水速的增

3、加,液彈的頻率增大;得到了液彈頻率和折算液速的關(guān)系式.對液彈長度研究發(fā)現(xiàn):在上升段液彈長度比水平段液彈長度增大,而在下降段,液彈長度減小;隨著折算氣速的增大,在折算液速不變的情況下,從液彈的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律來看,液彈的平均長度呈現(xiàn)一種減小的趨勢.隨著折算水速的增加,液彈的長度增加;對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得到了水平管和起伏管上氣水二相流動(dòng)時(shí)液彈運(yùn)動(dòng)速度和流體混合速度之間的關(guān)系式.應(yīng)用氣液兩相流動(dòng)的雙流體模型的連續(xù)方程和動(dòng)量守衡方程對氣水二相彈狀