油气水多相流动计算及其应用论文.pdf

油气水多相流动计算及其应用摘要的经涯效益,这在一些海洋、沙漠等特殊油田显的更为重要。原油在开采过程中,由于压力的降低,会有一部分天然气分离出来,从而形成油气两相流动,这种现象是普遍存在的。气液两相流动相对于单相的液体流动具有其特殊的规律,深入研究其流动规律对指导油田生产具有重要的意义。掌握两相流动规律,设计合理的集输流程,可加速油气田的开发,降低初期投资,减少运行费用和简化操作流程,具有明显针对两相流动规律,国内外学者对其进行了广泛的研究,并且取得了大量的成果。研究气液两相流的关键是划分流动型态,然后针对不同流动型态下的阻力损失进行研究,最后确定相应的压降、温降计算公式。压降计算公式可以分为三类。第一类是均相流模型压降计算公式,它是把气液混合物看作一种单相流体,由实测数据确定气液沿管混输时的水力摩阻系数,目前国内常用的计算公式多属于均项流模型,第二类是分相流模型压降公式,如���公式;第三类是流型模型压降计算方法,这类方法首先要确定流型,由于流型不同能量损失机理也不同,因而计算公式也不同。本文结合以上几种方法,对垂直管路和水平管路中的两相流动进行了研究,对其中的段塞流进行了重点研究。在压降研究的基础上,结合流体力学和传热学理论,得到了两相流的温降公式,对两相流动的温降规律进行了研究。本文在描述气液两相流水力计算、热力计算和流型判断的数学模型基础上,编制了相应的计算程序。该程序对油气混输管线的优化设计以及管线的经济运行具有一定的指导意关键词:温降:两相流:压降;流动型态;集输;持液率义。大庆石油学院硕士研究生学位论且�
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第一章绪论��研究背景及意义��国内外研究现状在石油和天然气管道输送中,油气两相混合流动是一种非常普遍的现象。采用油气混输技术,可加速油气田的开发,降低初期投资,减少运行费用和简化操作流程,具有明显的经济效益。近些年随着沙漠、海洋、滩海油田的开发以及油气集输配套技术的发展,油气水多相混输已成为各国的研究热点⋯。多相混输的研究以对气液两相流动的研究和油水两相流动的研究最为广泛。本章主要介绍本文研究的目的意义、国内外对气液两相的研究现状及本文研究的主要内容。近年来,由于所开发油田自身的特点�筒愀�睢⒑��矢�摺⒂椭矢��和环境特点�Q蟆⑸衬�图ǖ赜吞�,使得多相混输工艺技术越来越被广泛地应用”’⋯。采用多相混输可以简化处理工艺,降低投资“��岣吆I嫌推�锟7⑿б妫唤档途�:�匮梗�岣�油气田的生产能力,增加老油田生产后期产量;实现边际油田、沙漠深部或水下采油。而多相混输又以气液混输和油水两相混输最为普遍,因此,需要对混输管道中气液两相流动和油水两相流动进行研究�。混输工艺中的水力和热力计算对输送压力、输送温度”��泵及管路的选择和优化具有重要意义”�M�保�箍梢晕=谠疾牧稀⒛芰刻峁┯辛Φ睦砺�气液两相流水力、热力研究是一个经典的研究课题,国内外的学者们作了大量的研究工作。’。国外早在�世纪初就已经开展了石油工业油气多相流动研究。��⒎⒈砹撕芏嗦�文。国内外学者主要是围绕两相流的分类、流型图,管内压降的分布、管道内温度场的分布、不同流动形态下换热规律、气一液两相间的传热、传质规律等展开研究“⋯。气液两相流动与单相流动不同,两相介质有如下特点⋯’”����较嘟缑嬷�浯嬖诮缑媪Γ���懈郊踊�的芩鹗В���嬖诓煌�牧鞫�吞����较嘀�溆谢������毫较嘀�湎嗷ゴ�剩��取�对于气液两相流不同的学者提出了不同的计算模型“。。““。”����年洛克哈特�����和马蒂内利�������最先提出了水平管中压降的依据。大庆石油学院硕土研究生学位论文�
年贝格斯一布里尔���—���基于由均相流动能量守恒方程式所得出的压力梯度方程式,以空气一水混合物在长度�米的倾斜透明管道中进行了大量的实验,得奥利弗����和扬一胡恩���—���瞧�逡环桥6僖禾辶较嗔鞫�脑缙谘�一般规律。它是早期的计算方法中较好的一种,所以在很多工业系统中被广泛应用,并且获得了一定的成功。从��年到��年,贝克����⒈砹艘幌盗杏泄赜推�焓涔艿姥菇导扑惴椒�的文章。贝克认为,气液两相流动由于其流动型态的不同,产生压力损失的机理也不同,因而在计算压力之前应该首先确定流动型态““。��年弗拉尼根�����分析了许多现场数据后,提出: