螺旋管流及其強化天然氣水合物生成特性研究.pdf

1、為了保證油氣輸送管道的正常運行，必須采取一定的方法和技術來抑制管道內水合物的大量生成。天然氣水合物防治動態(tài)控制技術是一種新型水合物防治技術，該技術并不完全杜絕水合物的生成，而是允許一定量的水合物在管道內生成，并隨管道內油氣一同流動。該技術的實現(xiàn)以管道內生成的水合物運動規(guī)律的掌握為前提，而管道內水合物生成位置又決定了其運動規(guī)律。為了預測并控制天然氣水合物的流動狀態(tài)，可利用氣液兩相螺旋管流促進水合物在管道特定位置處生成，最終為天然氣水合物防

2、治動態(tài)控制技術的實現(xiàn)與推廣提供理論支持。
　　利用自行設計搭建的實驗裝置實驗研究了添加低質量濃度SDS體系由金屬葉輪誘導產(chǎn)生的氣液兩相螺旋管流特性。結果表明，SDS的添加使得氣液表面張力大幅度減小，故減小了氣液相間傳質阻力，并提高了氣液摻混程度，最終使得螺旋彌散流更容易出現(xiàn)，并成為實驗中最普遍的流型。因為出現(xiàn)螺旋彌散流時，氣液摻混程度最大、氣液接觸面積最大、氣液相間傳質及傳熱速率最大，故保持這一流型的出現(xiàn)對天然氣水合物快速生成具有

3、積極影響。
　　利用自行設計的管道式氣體水合物綜合實驗平臺考察了管道流動體系氣體水合物生成及其流動規(guī)律?？紤]到實驗安全和經(jīng)濟性，實驗介質選取為CO2和水，實驗溫度為6.5～8.5℃，實驗初始壓力為4.5MPa，體積含氣率為31.16％。發(fā)現(xiàn)CO2水合物首先在管道內壁處生成，然后逐漸向管道中心生長，最終造成管道的堵塞。此外，利用水合物生成管道沿程壓降數(shù)據(jù)計算了管道水力坡降，并結合含水合物體系多相流管道壓降關聯(lián)式確定了管道減阻系數(shù)。<

4、br>　　除此之外，還考察了離子液體及生物表面活性劑溶液在靜態(tài)反應釜體系下對CO2水合物相平衡壓力及其儲氣量的影響。結果發(fā)現(xiàn)低質量濃度的離子液體[MIMPS]DBSA、[PIPS]DBSA、[PYPS]DBSA及生物表面活性劑Rha-C10-C10添加都可以使CO2水合物相平衡壓力顯著下降，并且提高了CO2水合物的儲氣密度。最后，在對油氣混輸管道體系已生成天然氣水合物固體顆粒受力分析的基礎上，建立了管道流動體系天然氣水合物固體顆粒運動數(shù)