基于视频处理的分层流持液率测量

截面持液率是气液两相流的基本参数之一。在气液两相实验系统上进行实验,采用高速摄像机系统获取了水平管气液两相流流型视频,提出了一种针对两相流动视频实现持液率检测的新方法。该方法针对自然光下拍摄的气液两相分层流图像气液区域与气液界面模糊、边缘难以直接提取的难点,采用新的递变规律加强图像的灰度使画面效果清晰化,通过中间线计算法提取气液边界线,进而通过提取的气液界面距离管底高度数据,计算管路持液率,其中包括同一帧图像不同截面的持液率以及同一截面持液率随时间的变化情况。实践证明：在自然光干扰较大的拍摄条件下,该方法能够获得连续、清晰的气液相边界,可推广应用于其他流型图像的分析和检测。（图9,参8）。     

垂直上升管内气,水,油三相弹状流截面相份额的试验研究

利用光纤探针试验研究垂直上升管内气,水,油,三相弹状流截面相份额的规律,实验结果表明,短时域内平均截面含气率是三相流流型判断的有效方法,同时通过对三相流系统中油水比例的改变,对比它对平均截面含液率的影响,并测定各个工况下的平均液弹长度和平均截面含液率。     

起伏油气水多相管路中段塞流软件的研制

多相管路的工艺计算包括流型判别，持液率和压降，温降的计算，PIPEPHASE多相流软件和西安交通大学段塞流软件都存在不足，在这两种软件的基础上，开发出一种具有较好的用户界面且可在Windows平台下操作的软件，该软件可以从始端开始计算，也可以从终端开始计算，提供了三个可供选择的计算模型和油气水多相管路沿线的压降，温降和持液率曲线图，软件具有较高的计算粗度，可以计算所有的段塞流特笥参数数值。     

低持液率湿天然气集输管道的水力计算模型

与常规的油-气-水三相流动相比,低持液率三相流动混合物由于液体含量极少,因而具有独特的流动特性,使得对其持液率和管输压降的预测更加困难。针对低含液湿天然气的集输特点,根据流体力学的基本原理,建立了用于预测管道内油-气-水三相混合物的持液率和管输压降模型,简化了关于湿壁分数、液-壁摩擦因子、界面摩擦因子、油水混合粘度的经验闭合关系式,提出了液滴夹带的气体流速判断条件,并考虑气液界面之间的非水平特点,给出了曲面气液界面的处理方法。模型的计算结果与室内实验结果吻合较好,能够较准确地预测管道内油-气-水三相混合物的持液率和管输压降等流动参数,对于低持液率湿天然气管道的设计和运营管理等具有很好的指导作用。     

椭圆管塌陷压力的计算公式

当卷管缠绕到滚筒上时，在力的作用下，圆截面变成椭圆形，因为受力超过了材料的弹性极限而发生塑性变形，所以，将卷管拉直后下入井底，其横截面不可能再恢复成圆形。在计算其爱外压而发生管壁塌陷的压力时，应当按椭圆截面而不是圆形截面来计算，椭圆度越大，管壁塌陷就越容易发生。文中给出了一系列计算椭圆截面管的塌陷压力公式。     

长输管道稳态气体泄漏率的计算

应用计算流体力学理论给出了长输管道稳态气体泄漏率的计算方法，计算结果表明，给出的新模型是一个通用模型，它包含了孔模型和管道断裂模型，可用于计算不同孔径条件下的气体泄漏率，当管道破坏的孔径较小，为小孔泄漏时，新模型与孔模型计算结果一致，而当管道发生全截面断裂时，则与管道模型计算结果相近，当管道破裂的孔径大于小孔而小于管径时，则采用新模型计算气体泄漏率更符合实际情况。     

T形管内油水两相流动规律及其应用

油水两相混合物流经T形管路时,会产生流量分配不均、相含率和相分布重新分配的现象,此特性可用于多相混合物的分离作业。采用欧拉多相流模型和混合-湍流模型,研究了T形管垂直分岔次数、入口混合流速、入口含油率和流量配比等参数对T形管路中油水分离效率的影响。计算结果表明:增加分岔次数有利于油水分离;流量配比存在较优区间;较低的入口混合流速和入口含油率有利于提高分离效率。这些结论对T形管路结构优化和提高油水分离效率有重要的指导意义。     

富气输送管道清管模拟研究

通过对富气输送方式和技术特点进行分析和比较,并根据高压条件下富气输送过程中低持液率的特点,建立了水平管路/轻微起伏富气输送管道的清管模型,模型中耦合了相态模型(选用PR状态方程)、水力热力模型,并且以某气田群天然气凝析液输送管道为例,进行清管工艺模拟计算。将研究计算结果与瞬态两相流模拟软件OLGA的计算结果进行了比较,结果表明,清管模型不仅具有较好的计算精度和较快的运行速度,而且还具有跟踪清管球和模拟液塞增长等功能,适用于管道的设计计算。     

高气油比混输管路水力计算模型的比较

在气液两相流研究中，管道的压降计算是一项极为重要的工作。在常用的多相混输计算软件中，有多种水力学计算模型，适用于不同流型的水力计算。对于高气油比混输管道，利用锦州20－2凝析气田和上海－平湖气田的实际生产数据，对混输管路水力计算的参数进行了研究分析，筛选出了用于压降计算的模型方程BBME、MBE和DE，并对多相混输管道压降与流量的关系作了讨论。     

海底气液混输管道瞬态清管数值模拟

海底气液混输管道由于入口液相流量较高,且存在下倾管-立管的特殊结构,导致清管器在管内运行时,清管器运行参数及管内流体的流动参数均出现较大幅度的波动。针对海底气液混输管道的清管过程,以Minami清管模型为基础,将管道重新划分为上游两相流区、清管器区、液塞区及下游两相流区,并对4个区域分别建立对应的瞬态流动模型,通过耦合各区域的瞬态流动模型,实现对海底气液混输管道清管过程中相关参数的模拟计算。最后,以渤海某实际海底气液混输管道为研究对象,模拟分析了清管过程中清管器运行参数、管内流体流动参数的变化规律,验证了模型的准确性。研究结果有助于提高管道的清管效率,为制定合理的清管方案、高效安全地进行现场清管作业提供指导。     

上海平湖海底天然气管道输送问题研究

应用HYSYS和PIPESYS软件对上海平湖油气田海底天然气管道进行水力分析，采用管道现场操作运行数据与软件计算结果进行比较，得出适用于管道压降和集液量的计算方法，并对输送压力、输量与管道集液量、集液形成时间的关系进行了研究，指出管道在小输量、低压力工况下运行，管道内形成的集液量越多，形成集液所需的时间就越长。借助HYSYS软件分析了凝析气的物性，绘出了相包络线和水化物形成曲线，通过分析得出，上海平湖油气田海底天然气管道在运行过程中不会形成水化物。     

海底凝析气管道工艺计算模型的建立与应用

根据海底凝析气管道的输送特点，从凝析气两相流流型判断、凝析气输送工艺计算数学模型的建立、不同稳态工艺计算类型的数值算法等三个方面进行了研究，编制了相应的计算机程序。用平湖至上海和JZ20—2凝析气管道的生产数据，对所选计算模型的正确性和可靠性进行了检验，检验结果表明，与国外多相流软件PIPEPHASE和热力学模拟软件HYSIM的计算偏差均在10％以内。实例计算结果证明，所提出的计算模型对海底凝析气管道的工艺计算具有足够的计算精度，能正确模拟出实际管道的沿线压力、温度、持液率、气液相速度的变化规律，对管内流型、水合物形成区域的预测也符合实际情况。     

龙岗酸性气田低流速管道流动特征

针对龙岗酸性气田某些集输管道内积液和腐蚀严重的问题,基于气井采出流体的性质及输气管道基本运行参数,采用OLGA软件模拟两条典型的低流速管道及不同流量下的001—6#采气管道,分析两条管道内的流型、持液率以及流体与管壁间的剪切力沿管道的变化规律,研究流量对001—6#采气管道内各流动特征参数的影响规律。结果表明：OLGA软件模拟两条采气管道的压降和温降与实际生产数据一致,其模拟结果可靠;下坡管内持液率小于0．05,流体与管壁间的剪切力小于20Pa,上坡管内持液率为0．3～0．4,液相一管壁最大剪切力为80-270Pa,上坡管段是积液和腐蚀严重的区域;气体流量对龙岗001—6#低流速采气管道的流动特征参数影响很大,进一步减小气体流量会使上坡管内持液率及液体一管壁剪切力急剧增大,从而加剧管内积液和腐蚀;当气体流量增大至97．5×10^4m^3／d时,管内的持液率和管壁剪切力均很低,管内积液和腐蚀问题有所缓解。（表6,图6,参9）     

多相流管道温降公式的推导

多相管流温降计算是压降计算的基础,其对加热器的设计和对了解气液相平衡等都具有重要的意义,多相流混输管道的温降计算和单相气体或明显不同,温降计算相当复杂,气液混合物不仅要通过管壁向外界散热,而且气液之间还存在质量交换和能量交换,根据能量守恒原理,既考虑天然气的焦耳－汤姆逊效应,又考虑了液体的摩擦生热,推导了计算多相管流温降的理论公式,在考虑管道起伏对温降的影响后,将液体持液率代替质量含气率计算混合物的比热,公式的精度更高。     

天然气管道内腐蚀直接评价方法的改进

天然气管道内腐蚀直接评价是一种重要的管道内腐蚀评估手段,为了提高内腐蚀直接评价方法的适用性与准确性,采用电化学测试与数值模拟方法研究CO2电化学腐蚀及管内颗粒冲蚀对管道内腐蚀的影响,并分析管道倾角与持液率对电化学腐蚀的影响.结果表明:天然气管道中电化学腐蚀对管道内腐蚀的影响远大于颗粒冲蚀的影响,颗粒冲刷作用可加速电化学...     

近海凝析气的管道输送

随着近海油气田的开发,通过海底管道输送凝析气的工程技术也不断发展。凝析气是多元组分的气体混合物,以饱和烃组分为主,在开采、输送过程中的凝析和反凝析现象显著,这使凝析气的管道输送不同于气体或液体的单相输送,其管输方式可分为气液混输、气液分输。气液混输中通常采用气液两相混输,这种混输投资少、工期短,但要解决因凝析液的积聚而降低输送能力及液塞处置等技术问题;密相气体输送是管内单相流动,管道建造和运行费用高。气液分输就是先将凝析气分离,然后将天然气和凝析液分别输送,管内流体均为单相流动,气液分输又可分为双管输送和顺序输送。凝析气管道输送工艺参数中,沿线压降、温降、持液率三者密切相关,互相影响。分析了凝析气输送管道压降、输量和持液率的关系,并指出了预测管路温度下降值是管路安全运行的必要条件。结合东海平湖油气田的开发,通过对气液比、输送压力、管径三者的选择分析,就油气单管混输工艺进行了技术经济评估。     

水平管中油气水三相流动实验研究

长距离油气水三相流管道混输技术,已经成功应用于海洋油田的开发,目前正引入沙漠、滩涂和极地油田的开发。混输技术研究的重要内容是油气水三相流动的规律,包括流动形态、压降和持液率的规律,其成果对多相流混输系统的设计和运行非常重要。综述了90年代以来国外开展水平管中油气水三相流动研究的情况。由于三相流远比两相流复杂,因此研究工作大多是在借鉴两相流成果的基础上进行的,取得了一些有价值的结果,为进一步深入研究奠定了基础。针对国内外的此项研究工作现状,提出了继续开展研究工作的几点建议。     

气升式内环流反应器流体力学特征探讨

气含率和液体循环速率是气升式内环流反应器的主要流体力学特征,也是反应器运行过程中的重要状态参数.本文分析了气含率和液体循环速率对反应器性能的影响,探讨了气升式内环流反应器中气含率和液体循环速率的数学模型,并对决定两者的因素进行了讨论.     

断层作用下海底管道应变的改进解析分析方法

活动断层是海底管道的主要地质灾害威胁之一,断层作用下管道会产生过量的轴向变形而失效。提出一种改进的走滑断层作用下海底管道应变解析分析方法:根据线性强化模型考虑了管材的非线性本构关系,通过理想弹塑性本构的非线性土弹簧模型准确计算土壤非线性约束对管道结构响应的影响,由管道受力微分控制方程推导得到管道内轴向应变的解析结果,并给出管道伸长量的显示表达式。最终基于平衡方程和迭代计算,可以精确计算管道应力应变。对比有限元计算结果,改进后的管道应变解析分析方法较现有的推荐方法(Newmark法)计算精度更高。