混输管路压降计算方法在工程上的应用

混输管路在油田的地面集输系统中应用日益广泛,而混输管路压降计算对于管路经济管径选取起决定作用.文中对气液两相混输管路压降计算简单总结,对均相流模型、分相流模型、流型模型的代表性计算方法进行了介绍,并通过具体工程实例对工程设计中常用的混输压降计算方法进行了对比.采用常用的多相流模拟软件进行校核,得出Beggs - Bri...     

弯头曲率半径对π形管内气液两相流动影响研究

文中基于气液两相流理论，对水平放置的π形管进行丙烷-水两相混输模拟研究。通过欧拉模型以及Realizable k-ε湍流模型对不同弯头曲率半径条件下π形管管壁含气率分布、湍动能分布以及剪切力分布进行研究。结果表明：输送过程中，气相在重力作用下逐渐聚集在水平π形管顶部，聚集程度随着π形管曲率半径的增大而增大；气液两相流动在管壁产生的剪切力和湍动能随着弯头曲率半径的增大而减小。此外，气液两相流速的增大，能够改善丙烷在π形管顶部的聚集程度并增大管壁湍动能和剪切力。     

油田地面集输管道砂、油-水固液两相流流型的研究

随着我国东部油区进一步开发，井内出砂、出水问题日益加重。油田地面集输管道中砂、油－水固液两相流动管道破损起着至关重要的作用。本文通过对固液两相流流型的研究，得出了广泛意义上的流型判断计算公式。据此工控制流型的最佳参数，对实际生产具有一定的指导意义。     

T形管内气液相分离特性数值模拟

采用CFD模拟手段,对气液两相流流经T形管时流动特性进行了研究。以水及空气作为模拟介质,采用计算流体力学软件PHOENICS为模拟器,研究了不同入口气液混合流速下,T形管内速度、压力及含气率分布特性。并将模拟后结果与Ottens所得数据进行对比,结果表明CFD模拟与实验研究所得到的T形管内速度特性较吻合。     

国内固液两相流泵的研究进展

分别从内特性、外特性和水力设计等方面对国内固液两相流泵的研究进展进行综述。在内特性研究中分别介绍了泵内固体相流动规律的研究和泵内两相流的常用数学模型,外特性研究主要是探索过流部件几何参数对泵性能的影响规律。归纳了国内目前固液两相流泵的设计方法,主要分为速度系数法、两相流畸变速度设计法、速度比设计法、流场分析设计法,并概括介绍了固液两相流泵在江河湖库疏浚工程中的应用。     

基于流固耦合的气液两相流管道振动特性分析

气液两相流管道容易发生振动问题,为确保其安全运行,有必要对其进行振动特性分析。根据考虑流固耦合作用的管道前两阶固有频率表达式,运用Matlab软件编程计算管道结构参数和流体参数对管道结构固有频率的影响。结果表明,考虑流固耦合作用时管道结构的固有频率下降明显,固有频率随壁厚和截面含气率的增加而增加,固有频率随管道长度、流体密度以及天然气流速的增加而降低。在实际气液两相流混输管道工程中应重视流固耦合作用对结构固有频率的影响。     

气液两相段塞流中双流体模型的分析

采用一维瞬态双流体模型描述了倾斜管道中气液两相段塞流的流动情况，提出了段塞单元的简化水力模型，认为段塞流是由一系列段塞单元构成，该段塞单元由流相段塞区和膜区两部分组成；通过对段塞单元的分析，采用新方法来计算段塞频率，塞单元及液相塞的长度；根据据其流动特点推导出表征气液两相间相互作用及气液两相与管壁间相作用的关联式，本文在处理相间曳力系数时摒弃以往采用经验常数的方法，而是在稳态段塞流动量守恒方程的基础上推导出新型的曳力系数表达式从而达到封闭模型的目的。     

气液联动阀故障分析

为保障长输管道运行安全，解决气液联动阀频繁故障的问题，对某管道气液联动阀故障进行分析及现场试验，最终确定气液联动阀喷油故障为摆缸密封失效和换向阀阀芯与阀腔渗油，阀门关断故障为ESD电磁阀底部活塞密封部件损坏及压降速率管内积液冻堵。通过故障的排查解决，优化气液联动阀维护。     

管道内污水两相流的阻力计算

目前的污水管道设计是将污水在管道内的流动视为单相均匀流,主要用谢才(Chezy)公式进行水力计算。由于存在管线长、流量大以及区域地形变化幅度较大等因素,建设区域排水系统需要采用新的方法,以便较准确的计算水头损失。文中将污水视为液-固两相流体。对于沿程阻力的计算,将流体分为均质流与非均质流,分别给出沿程阻力系数的计算公式;对于局部阻力,则借用气-固两相流动的局部阻力系数计算公式。最后得出了两相流情况下与单相流情况下的阻力系数区别。结论是沿程阻力系数的区别可不计,局部阻力系数差别较大,在进行设计时必须考虑。     

蒸汽管道流动加速腐蚀研究

文中介绍了蒸汽管道中流动加速腐蚀的机理、数值模拟方面的研究进展、影响因素等.针对某炼化厂蒸汽管道的实际案例进行分析,提出了对应的缓解措施,建议控制管道中冷凝水的比例,避免出现气液两相流,以降低腐蚀速率.     

含水合物相变多相内流深水立管管内流动特征分析

在深海立管中,开采的天然气水合物受到环境因素和自身性质的影响,进行水合物的生成和分解等反应,使得管内流变成复杂的多相非平衡流,影响开采立管的安全性,容易引发安全事故.基于分子热力学,建立了天然气水合物在受温度压力变化影响下的生成分解相平衡模型,并在相平衡模型基础上考虑气液固三相的性质变化,得到由气液固各相连续方程、能量...     

气液混输管线间歇流动压降研究

间歇流动是水平混输管线的主要流动形式,压降是两相流动中的关键参数之一,对间歇流动压降进行了详细的实验研究和理论研究.实验工作是利用水-空气和油-空气作为介质在长约30 m、内径分别为50 mm和25 mm的管线上完成的.实验发现液相黏度越大,两相流动压降越大.气相表观速度或液相表观速度的增加都会使压降增大,但增加液相表...     

N80钢CO2腐蚀缓蚀剂筛选及性能评价

文中采用高温高压反应釜借助腐蚀挂片失重法测试了油田常用咪唑啉类和炔氧甲基季铵盐型两种不同类型的缓蚀剂在饱和CO2油田采出液对N80钢的缓蚀行为,分析了缓蚀剂的溶解、分散性,采用扫描电镜对腐蚀后表面形貌进行了观察。研究结果表明：在两种缓蚀剂中,炔氧甲基季铵盐型缓蚀剂溶解性高于咪唑啉型,而炔氧甲基季铵盐IMC-871GH1型缓蚀剂可以集优异溶解和分散性于一体。腐蚀形貌测试结果反映出缓蚀剂在材料表面均匀覆盖程度直接影响材料点蚀行为,添加炔氧甲基季铵盐型缓蚀剂试样表面致密度高于咪唑啉型缓蚀剂,点蚀倾向小。     

Y型过滤器流动与阻力特性数值模拟分析

文中利用CFD软件,结合多孔介质模型对Y型过滤器进行了数值模拟研究,并与实验结果做了对比分析。得到了过滤器流动特性及不同部位压降情况,分析了滤网堵塞率对压降的影响规律,并提出了减小过滤器压力损失的建议方法。研究表明,Y型过滤器压降主要发生在入口滤座区、滤网区和滤芯环形间隙区,其中滤网区压降最大。滤网堵塞程度对压降影响很大,超过50%时压降快速增大。     

一组油气两相管流水力学模型的评估与优选

现有的两相流水力计算模型大多数是在特定的试验条件下，得到的经验或半经验公式，应用于油气田两相流生产管线，普遍适用性较差。对国外稳态两相流软件中常用的13种水力学组合模型，在持液率计算和流型判断方面进行了改进和补充，并用JZ20—2凝析气管道的实际生产数据对这些水力模型进行评估，筛选出计算精度相对较高的EF、BBM、BBME等3种模型。统计误差分析和灰色关联法用于水力学模型评估的可靠性在实际应用中得到了证明，为工程设计者选择合理的水力计算模型提供了一种有效的方法。     

西气东输二线线路截断阀压降速率计算分析

目前,国内输气管道行业普遍采用经验值来确定线路截断阀压降速率设定值,存在较大不确定性,可能导致线路截断阀误动作或事故状态下不动作。为合理确定输气管道线路截断阀压降速率设定值,文中以西气东输二线为例,对输气管道小孔泄漏、压缩机停机和管道调峰等工况下的压降速率进行分析,给出了线路截断阀压降速率设定值的计算方法。     

K-ε模型在油气混输管线中的应用

在石油开采和输送过程中，合理利用两相混输技术可降低开采费用。由于混输管路流动状态很复杂，还没有经实践检验的精度较高的计算公式，而应用湍流数值模拟计算可合理解决这一问题。本文采用基于局部瞬时特性的拟流体两相湍流模型方程，考虑了相间曳力，虚质量力，升力等相间相互作用力的影响，对水平管路两相湍流流动包括水－气两相、油－气两相分别进行计算，采用IPSA（多相流流体模拟）计算方法将动量方程及K－ε方程离散成代数方程进行求解，模拟结果与实验结果作了对比分析，得到满意的结果。     

圆管浆体螺旋流速度分布及运动特性仿真

为了开发高浓度低能耗的螺旋流浆体管道输送技术,借助流体力学理论,分析了圆管螺旋流的运动特性,将圆管螺旋流分解为轴向流动、周向流动和径向流动,建立了圆管浆体螺旋流的动力学方程;进而基于圆管螺旋流特点,推导出紊流状态下圆管螺旋流轴向速度和周向速度的分布表达式.同时,采用计算流体力学Fluent软件,结合Solidworks和Gambit等软件进行圆管浆体螺旋流运动特性的建模和仿真,仿真计算结果揭示了圆管螺旋流轴向速度和周向速度的分布规律,并验证了螺旋流理论速度分布式与实际运动规律相吻合.     

两相管流工艺计算软件的研制

利用流体力学理论，结合目前国内外最新的两相流理论和实验研究成果，在描述气液两相管流水力计算、热力计算和流型判断的数学物理模型的基础上，研制出适用于海洋、沙漠、丘陵地区，原油与伴生气、凝析天然气与凝液混合输送工艺的一套新的计算模拟软件TFTCS．对TFTCS的结构、功能、适用范围作了介绍，用该软件对某湿天然气管线进行了模拟计算，同管线生产数据进行了对比，并与国外同类软件PIPEPHASE进行了对比验算。实际应用表明，该软件功能完善、操作方便、计算结果可靠，能满足油气混输管线的设计计算和生产管理的需要。     

生活饮用水回流污染流场实验分析

文章通过粒子图像测速仪对生活吸水口在负压下回流污染时的吸水流场进行现场测试,获得吸水口处气液两相流的可视化流场,为计算气体开始夹带液体时临界液位高度与管径之比提供参考。