海洋L形立管系统不稳定流简化计算模型

根据严重段塞流4个阶段的特点,针对L形立管系统不稳定流建立了一维准平衡态简化计算模型,其忽略摩阻和加速度的影响,立管中气相穿透过程应用漂移流模型。气相穿透、气液喷发阶段采用特征线方法求解,并引入气相密度偏移修正过程,能够对典型严重段塞流和液塞长度小于立管高度的过渡严重段塞流进行模拟。将模型计算结果与实验室结果以及其他文献的实验数据进行对比,结果表明模型能够对L形立管系统中的两相不稳定流动进行较准确的模拟。（图2,表3,参16）。     

气量增加段塞流场中压力波传播特性分析

利用改进后的段塞流跟踪模型对水平管道气量瞬变空气-水段塞流场中的压力波传播特性进行了模拟研究,分析了压力波沿管道的变化规律以及入口初始液相流量和气相流量的变化量对压力波速的影响,并将模型模拟结果与大型多相流试验环道上的试验结果进行了比较.结果表明,该模型能够有效地模拟气量瞬变段塞流场中压力波的传播特性;压力波速沿管道具有衰减特性;气量增加过程中的增压波速沿管道的衰减速率是逐渐降低的.     

海洋立管气液两相流动模拟研究进展

随着海洋石油工业的发展,从20世纪70年代的浅海立管到21世纪的深海立管,海洋管道发展了多种新的形式,如悬链线立管、S形立管等。对于各种混输立管系统,严重段塞流等不稳定流动会造成设备损坏,严重影响安全生产。因此,实现立管流动的准确模拟,通过合理设计和科学运行控制、消除严重段塞流,具有重要意义。综述了国内外海洋混输立管流动模拟的研究成果,包括L形立管和柔性立管的实验研究、模型模拟及软件模拟的主要进展。指出了当前研究中存在的问题及未来的研究方向,可为进一步开展立管流动模拟研究提供参考。     

原油海底管道掺气混输的可行性研究

利用OLGA2000多相流非稳态模拟软件,对LD10-1CEP至陆地终端的海底输油管道每天增输5×104m3天然气的工艺可行性进行了研究,计算结果表明,应用油气混输工艺是可行的,虽然管道中会出现段塞流,但并不严重,仅需在终端设置一个分离器或段塞流捕集器即可控制段塞流。经过计算,分离器的理论最小容积为33.76m3,在安全系数为1.5时,分离器的容积为50.63m3。     

基于Pipsys的凝析气管道段塞流形成的预测

凝析气的特殊性质导致其在集输过程中可能形成段塞流,严重影响集输系统的稳定性和安全性,段塞流的成功预测是确保凝析气集输管道正常运行的关键.以巴喀凝析气田集输管道为例,首先根据Hysys中气体组分的气相平衡图,分析管道系统形成段塞流的可能性,然后利用Pipsys分析该管道在不同压力、温度和高程工况下的运行状态,最终根据管道内的液体体积分数及管道持液量,判断管道内段塞流的形成.研究结果表明:随着压力的增大,管道内介质先从两相流转化为单相流(气相),再转化为两相流并有段塞流产生.通过对模拟结果进行分析,给出了预防段塞流形成的可行措施.     

圆管段塞流型速度分布与减阻规律研究

以流体力学基本方程为基础,通过对气体在管道中心形成段塞流的相速度分布和阻力规律分析,得到了二次流发生的条件,各相流体速度分布,减阻率关系式以及减阻率曲线。减阻率曲线表明,段塞流的含气量影响其阻力规律,段塞流能产生的减阻很小,而当气体含量处于增阻范围内时,却能使阻力增加很大。因此在利用掺气减阻时应控制段塞流流型的出现。     

海洋石油多相流立管严重段塞流控制方法

基于对国外严重段塞流控制方法的调研，评述了国内采用的3种严重段塞控制方法：GLCC小型分离器法、自动节流法及气举法。将GLCC与原段塞流捕集器结合使用，解决了QK17—2油田的段塞问题，节省了大量空间和资金；在文昌油田成功安装了一套在线监测和自动节流系统，使生产更为稳定，产量更高；在中海油联合开发的西非某深水油田，设计安装了气举环空和注气系统，用于段塞控制和增产油气。这些实际工程经验可为油气田严重段塞流控制方案的设计提供参考。（表1，图4，参6）     

长输天然气管道在地形起伏山区地段的清管

长输天然气管道在地形起伏山区地段清管时,必须考虑高程差引起的重力位能变化对水力计算的影响,以及管道中积水注静压阻力对清管器运行速度的影响。依据长输天然气管道清管作业规程SY/T6383-1999,结合榆济管道汾阳-武乡段清管作业实际,针对5次清管作业清管器的运行速度和运行区间的压差进行统计分析,总结了管道积水静压阻力、地形起伏山区诱发段塞流和强烈段塞流对清管作业的影响。通过建立数学模型,简化了积水静压阻力计算公式,建立了分段积水注长度和高程差与积水静压阻力的函数关系式。指出了长输天然气管道在不停输状态下利用清管器对大口径、高压力的北方山区管道进行清管作业的注意事项。     

差压相关法确定水平管段塞流液塞速度及长度

分析了差压信号和波高信号之间的对庆关系,给出了利用差压信号求液塞速度的方法,提出了“假渡越时间”的新概念,根据这一概念给出了求液塞长度的方法,试验结果表明,该方法是求解液塞长度比较有效的一种方法。     

多相流输送中柱塞流的运动规律模型

在多相流管道输送中,柱塞流是常见的一种流动形式。为了给油气分离器设计提供理论依据,开展了柱塞流的形成及其发展规律的研究,并根据石油—天然气管道混合输送现场实测结果,综合柱塞流在水平管段、垂直管段和形状起伏的管段中的形成及发展模型,提出了适合于大口径、长距离管道的柱塞流运动规律。介绍了在多相流中柱塞流的模拟计算方法,该方法可应用于全地貌的管道输送分析,扩展了其应用范围,通过对实验结果的分析得出,柱塞的发展变化不仅与柱塞大小和速度有关,而且还与管道倾斜度有关,并且指出该计算方法能较好地预测柱塞的最大值及分布,同时说明模拟计算方法仍需完善,计算模型有待修正。