起伏管路二相彈狀流流動特性研究.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,這種特點導致管路內持液率和壓力的急劇波動,對上游的輸送設備、下游油氣處理設備和管路自身安全運行影響極大.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成為一種最常見的現象,而目前只有少數的研究者對起伏管路中氣液兩相彈狀流的進行了有限的研究.該文在國家多相流重點實驗室的氣水二相流實驗臺上

2、對起伏管路中的二相彈狀流進行了研究,設計了適應多個小傾角的起伏管路實驗段以模擬實際油氣混輸管路中起伏地形下的彈狀流動,建立了一套電導探針測量系統(tǒng),以對液彈長度和液彈速度進行測量;一套高速動態(tài)數據采集系統(tǒng),以精確地采集所需要的電導探針和壓力信號.對不同傾角(1°、3°和5°)起伏管路中彈狀流液彈頻率進行了分析發(fā)現液彈頻率是管路進口效應造成的,和管路傾角無關;液彈頻率隨著折算氣相速度的增加表現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系式.對液彈長度研究發(fā)現: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)計分布規(guī)律來看,液彈的平均長度呈現一種減小的趨勢.隨著折算水速的增加,液彈的長度增加;對實驗數據進行分析,得到了水平管和起伏管上氣水二相流動時液彈運動速度和流體混合速度之間的關系式.應用氣液兩相流動的雙流體模型的連續(xù)方程和動量守衡方程對氣水二相彈狀