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(kāi)發(fā)利用就變得越來(lái)越重要。隨著海上油氣田的開(kāi)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(yùn)輸全過(guò)程中發(fā)揮著不可替代的重要作用。但同時(shí)在這一過(guò)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(xiǎn)。水下石油泄漏不僅浪費(fèi)資源，同時(shí)還對(duì)海洋環(huán)境造成嚴(yán)重危害。為減小溢油的影響，有必要對(duì)水下溢油形成過(guò)程和上浮過(guò)程進(jìn)行研究。 近20年來(lái)，人們發(fā)展了50多種模型來(lái)預(yù)

2、測(cè)溢油的行為與歸宿，基本上都是針對(duì)海面溢油的情況，而針對(duì)水下溢油的研究成果非常少。前人對(duì)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(shí)在動(dòng)力學(xué)平衡關(guān)系和合理的假設(shè)情況下，利用一定的半經(jīng)驗(yàn)和半理論的公式，提出了油滴成長(zhǎng)過(guò)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(dòng)力粘度系數(shù)等，同時(shí)分析了這些因素對(duì)油滴兩個(gè)不同階段直徑的影響。針對(duì)射流形成的特點(diǎn)，在油滴膨脹階段理論的基礎(chǔ)上提出了計(jì)算臨界流量的

3、新方法，并對(duì)影響臨界流量的要素進(jìn)行了分析。 根據(jù)靜水中油滴輸移擴(kuò)散過(guò)程的受力特點(diǎn)，在動(dòng)力學(xué)平衡關(guān)系和合理的假設(shè)情況下，利用一定的半經(jīng)驗(yàn)和半理論的公式，建立了小油滴上浮過(guò)程的模型。在該模型的基礎(chǔ)上，對(duì)油滴上升過(guò)程中進(jìn)行了分析，并得到了小油滴定值速度的計(jì)算方法。同時(shí)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(jì)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(gè)油滴和氣泡的形成過(guò)程和上浮過(guò)程，得