螺旋管油气水多相流动与原油管流除砂理论

本文介绍了有关螺旋管内油气水多相流动的研究成果及原油井口螺旋管旋流除砂工艺技术发明的原理与实效．     

基于压差信号融合特征的集输立管流型识别研究

集输立管系统内流型的快速准确识别是及时有效执行消除严重段塞流发生控制动作的前提条件,也是海洋油气集输系统安全平稳运行的重要保障。本文通过采用集输立管系统管线沿程四组双压差信号的融合特征,研究了不同位置压差信号融合特征作为流型识别输入信号的识别效果,得到了不同压差信号位置及其融合方式对集输立管内流型识别的影响规律,发现压差信号的融合特征能够显著改善流型识别的实时性与准确率。     

水平管内油气水三相流分流型阻力特性实验研究

对水平管内油气水三相流的摩擦阻力压降特性进行了实验研究,水平管实验段由有机玻璃管制成,内径为40mm,所用的实验工质为:46#机械油,自来水和空气。油、气、水三相的折算速度范围分别为:0.05-0.51m／s、0.05-1.51m／s、0.02-50.6 m／s。按照气液界面总体特征将水平管内油气水三相流的流型分为泡状流、间歇流(段塞流和弹状流)、分层流及环状流。对各种典型流型下的摩擦阻力压降应用改进的Chisholm关系式及油水两相压降关系式进行分析,对Chisholm关系式中的参数C进行了重新定义。发现改进的Chisholm关系式能够较好地对管内油气水三相摩阻压降进行预测,因此改进Chisholm关系式可以作为摩擦压降计算的通用关系式。     

水平-S型柔性立管系统中空气-水两相段塞流压力信号的特征分析

本文对水平-S型柔性立管中空气-水两相流进行了实验研究,着重对各种流型下的立管底部压力信号进行了特征分析,给出了立管底部压力的变化速率、振幅谱特性以及分布律规律.分析结果表明,从严重段塞流到稳态流型,立管底部压力变化速率变化更加剧烈且频繁;压力波动频率增大且周期性减弱,波动模式复杂;压力分布律峰值从较高压力区域移向较低...     

油气水三相流段塞流不稳定周期轨道探寻

将临近点回归方法与自适应阈值法相结合, 对油气水三相流段塞流进行了不稳定周期轨道探寻分析, 发现乳状段塞流比水包油段塞流的低阶不稳定周期轨道周期更长. 水包油段塞流的低阶轨道由内部小循环到外部大循环的嵌套结构组成, 乳状段塞流的低阶轨道则由两个平滑的大循环嵌套而成. 结合时频域分析, 发现水包油段塞流的能量分布弥散、频谱范围较宽且频率成分复杂, 而乳状段塞流的能量分布较集中、高频成分较少, 证实水包油段塞流比乳状段塞流流动机理更为复杂, 且时频域分布与低阶不稳定周期轨道结构相对应. 关键词： 油气水三相流段塞流 不稳定周期轨道 自适应阈值 时频分布     

产水气井井筒温度压力计算方法

应用考虑气液相间滑脱与流体沿井筒截面非均匀分布的漂移模型,结合动量守恒、能量守恒和井筒传热学,建立考虑井斜变化的气井井筒温度、压力耦合预测模型,通过15口实测井数据对模型进行验证.结果表明:所建模型可以准确计算产水气井井筒的温度和压力,计算结果平均绝对误差3.60%,满足工程计算要求.     

基于连续图像灰度序列混沌特性的油气水三相流型识别

以35号润滑油、空气和自来水为试验介质,应用高速摄像机对垂直上升管内的油气水三相流的六种典型流型进行了动态图像的拍摄.提取每一帧图像的灰度均值组成时间序列,对其进行混沌特性分析,提取序列的HURST指数,关联维以及分别以2和e为底的最大李亚普诺夫指数,组成特征向量,输入支持向量机进行流型分类.试验结果表明:连续图像的灰度时间序列的混沌特性能够对油气水三相流的典型流型进行很好的表征,结合支持向量机进行分类,识别率达到90%以上,为流型的在线识别提供了一种新方法.     

顶部节流条件下S型柔性立管内油气水三相流流型转变实验研究

实验研究了集输-立管系统中,立管顶部节流条件下S型柔性立管内油气水三相流流型及其转变机理.发现,随着阀门开度的减小,S型柔性立管内依次会出现严重段塞流、类弹状流和类泡状流.背压的升高是促使流型发生转变的原因,升高的背压抵消了立管上游封闭气体的压力,从析抑制了立管内气相的运动速度.本文建立了节流过程中S型柔性立管内流型间...     

盐水-水的小孔周期性泄流实验与分析

通过对盐水-水小孔周期性泄流的实验研究,对孔径为1.32 mm的8种不同孔长进行测量,得出周期正比于孔长的1.1±0.1次方,同时对孔径为1.32 mm孔长为113.00 mm条件下的内筒液面跟踪记录得出实验曲线为指数形式,与理论分析符合得较好.     

有气流扰动下管流油水混合物粘度实验测量与计算模型

采用局部即时取样方法对水平管内油气水三相流动情况下各种混合比例的复杂混合物的流动粘度进行了实验研究,实验工质采用46号机械油、自来水和空气。以实验数据为基础提出了考虑流动参数变化影响的反相点预测关联式。考虑到管内油水两相的混合发展过程,以局部即时取样的实验数据为基础,提出了一个气流扰动下管内流动条件下油水混合物粘度的预测关系式,该模型考虑了油水两相本身的物性以及流动因素的影响。指出考虑流动参数影响的粘度预测模型能大大提高油气水三相流动情况下油水混合物实测粘度的预测精度。     

水平管段塞流压力/压差波动特性分析

本文在对水平管段塞流压力波动特性进行理论分析的基础之上,对其压力/压差波动特性进行了试验研究。结果表明,折算液速对段塞频率的影响作用远大于折算气速的影响作用;分别增加管线中的气量、液量,或者气液量同时增加,均会造成管线运行过程中均值压力/压差和最大压力/压差的增加;压力信号的概率密度分布大部分呈双峰分布,但其中也存在单峰和多峰分布;压差信号的概率密度符合正态分布;压力信号的功率谱密度具有频率波动范围窄、幅值大的特点;与同工况压力信号的功率谱密度相比,压差信号的功率谱密度具有频率波动范围宽、幅值小的特点。     

重油裂解反应器内多相流动分析

重油裂解反应器内多相流动分析吴邦贤（中国科学院工程热物理研究所北京１０００８０）关键词重油裂解，多相流，直升反应器通过重油裂解反应生产轻油已成为现代炼油业中的关键转换过程。在重油裂解反应器内同时存在众多的物理，化学，流动过程，其中包括：重油液滴雾化，...     

环状集输水平管内油-气-水三相流流型试验研究

目前我国东部陆上油田大部分已进入特高含水采油期,绝大多数油井综合含水率已超过85%,部分油井已达到95%。油-气-水三相流型是特高含水混输技术界限确定、水力热力计算方法研究及集输系统科学运行管理的基础。为了研究大庆低渗透油田环状集输水平管道内油-气-水三相流型,研制一套流型试验装置,进行了一系列试验研究,获得了1360组油气水三相流型图及相应的流动参数。对采集到的流型及试验数据进行分析,首次总结出水平环状集输管道中油-气-水三相流的五种流型,分别为分层流、三层扰动流、波浪冲击流、气弹掺混流和完全掺混流。同时给出了每种流型对应的参数范围,并对每种流动形态及典型特征进行了解释。     

油气水三相流中的复杂相态及压力降研究

将水平管划分为三个测量段,以空气、水和高粘度油体为工质,研究了油气水三相流中由流动引起的液－液复杂相态及其所对应的三相流压力降。试验研究发现,油气水三相流在三个测量段中可由流动引起不同的液－液相态,致使对应于相同的油、气、水三相体积通量,三相流阻力损失存在多值性。对不同的液－液相态建立了与之适应的阻力损失计算模型,模型预测结果与试验结果吻合     

叶片式混输泵内气液两相流的数值计算

气液两相流的数值模拟是多相混输技术研究中的一个难点.本文假定混输泵叶轮内为泡状流动,基于雷诺时均N-S方程和气液两相双流体模型,采用SIMPLEC算法,对叶片式混输泵叶轮内部两相三维紊流流场进行了数值计算,分析了水气混合工况下的流场分布特点.对含气率GVF=15%工况下的扬程特性进行了预测并与试验结果进行对比.数值计算结果表明,混输泵叶轮流道采用较小的径向尺寸差能较好地避免离心力所引起的气液分离,防止气堵现象的发生;叶轮进口部分存在的低压旋涡区容易使气体积聚,因此有必要进一步改进叶轮进口区的水力设计.     

特高含水期油气水混输管道压降计算方法研究

在油田开发后期,产出液的含水率已超过80％,集输管道内介质的流动属于特高含水油气水混合流动。准确的油气水混输管道压降计算,对油田集输系统运行管理有着重要的意义。利用井口到计量间的现有设施,对特高含水期油气水管道的液量、气量、含水率、温度及压降进行了测试。介绍了Baker冲击流压降计算模型,用实测数据对Baker模型进行了修正。计算与测试数据对比分析结果表明,所给的修正压降模型适合特高含水采油期油气水三相冲击流水平管道压降计算。     

高灵敏度的高压DTA测量法

 我们在直径20 mm的活塞圆筒容器上建立了高压差热分析方法，经过反复的实验和改进，这一方法已达到很高的灵敏度及测量精度。其要点如下：样品盒用热电偶材料制成，电偶的一个结点就焊在样品盒中心，提高了热信号探测效率；样品量由几百毫克减少到几十毫克，样品在压腔中所占轴向空间减少到约0.5 mm，使样品处于等温区内，DTA测量基线变得基本平直；采用平板热电偶，可以充分接收相变潜热，差热信号明显增强。在高压相图工作中，应用这种方法我们已做了许多成功的实验。     

分压与限流线路特性分析

在电学实验的创新设计类问题中,常常涉及到滑线变阻器的分压线路和限流线路。本文对滑线变阻器的分压线路和限流线路的特性作一较系统的分析,对涉及到此类问题的实际工作具有指导意义。     

垂直上升管泡状流压力波动的多尺度分析

从理想的单气泡运动物理模型和离散正交小波与统计相结合的信号处理技术研究了泡状流压力波动的机理与多尺度时频规律,得到以下结论:泡状流的压力波动主要来源于气泡的运动和诱导湍流及液相湍流,其中在低流速下前者产生的压力波动幅度大于后两者;存在一个临界频率,低于该频率压力信号均方根随频率的增加而增加,高于该频率压力信号均方根随频率的增加而减小;发生流型转变时压力信号的时频特征发生明显改变,最大均方根出现在更低的频率区。