海底管線微孔泄漏油滴尺寸與上升速度研究.pdf

1、石油是人們生產(chǎn)、生活中不可缺少的能源，由于陸上資源的日漸枯竭，海洋石油資源的開發(fā)利用就變得越來越重要。隨著海上油氣田的開發(fā)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，海底管道在石油/氣生產(chǎn)運輸全過程中發(fā)揮著不可替代的重要作用。但同時在這一過程中也不可避免的伴隨著海底管道損壞破裂和水下石油泄露的危險。水下石油泄漏不僅浪費資源，同時還對海洋環(huán)境造成嚴重危害。為減小溢油的影響，有必要對水下溢油形成過程和上浮過程進行研究。 近20年來，人們發(fā)展了50多種模型來預(yù)

2、測溢油的行為與歸宿，基本上都是針對海面溢油的情況，而針對水下溢油的研究成果非常少。前人對水下溢出氣泡的研究較多。本文把氣泡形成的兩階段理論應(yīng)用于油滴的形成，同時在動力學平衡關(guān)系和合理的假設(shè)情況下，利用一定的半經(jīng)驗和半理論的公式，提出了油滴成長過程的兩階段模型。該模型考慮了油自身的特性，包括油的密度、表面張力和動力粘度系數(shù)等，同時分析了這些因素對油滴兩個不同階段直徑的影響。針對射流形成的特點，在油滴膨脹階段理論的基礎(chǔ)上提出了計算臨界流量的

3、新方法，并對影響臨界流量的要素進行了分析。 根據(jù)靜水中油滴輸移擴散過程的受力特點，在動力學平衡關(guān)系和合理的假設(shè)情況下，利用一定的半經(jīng)驗和半理論的公式，建立了小油滴上浮過程的模型。在該模型的基礎(chǔ)上，對油滴上升過程中進行了分析，并得到了小油滴定值速度的計算方法。同時介紹了中間尺寸范圍和大尺寸范圍內(nèi)油滴定值速度的計算方法。 利用CCD作為工具，在水槽中模擬靜止海水中海底管線微孔處連續(xù)泄漏出單個油滴和氣泡的形成過程和上浮過程，得