起伏湿气管道临界携液气速计算模型

在地形起伏地区,由于管道内水蒸气、凝析液等析出,地形低洼处管道易形成积液,堵塞管道,降低输气效率,危及管道及设备安全.为此,结合现场实际生产数据,对上倾管道中临界携液气速进行研究,发现随表观气速的增加,上倾管道压降先减小后增加.取最小压降点为临界携液状态,其对应气体表观流速为临界携液气速.探究不同管道倾角、含水率、管径...     

地面起伏湿气集输管道涡流排液数值模拟及试验

为有效清除地面起伏湿气集输管路中的积液,设计加工了一种涡流工具。通过Fluent数值模拟与环道试验分析不同气液相折算速度入口条件对涡流工具排液效果的影响,并对涡流工具的工作效果进行评价。结果表明:安装涡流工具后,上倾管内液相回流及底部积液现象有所缓解,上倾管内维持环状流流型,持液率有所下降。涡流工具的排液降压能力与气液相折算速度、管路倾角有关。在倾角一定的情况下,气相折算速度越大,涡流工具的排液降压能力越强;在相同气、液相折算速度入口条件下,管路倾角(0°～45°)越小,涡流工具的排液降压效果越好。研究成果可为指导涡流排液技术的现场应用提供理论依据。     

气液混输管道组分跟踪及相变量预测

气液混输过程中存在相间能量消耗、相间传质等现象,从而影响管内介质的流动状态和管道运行参数,气液相的组成也会不断变化。利用LedaFlow软件对某实际气液混输管道进行稳态模拟,对比分析物性表模型和组分跟踪模型得到的管道沿线参数模拟结果以验证组分跟踪法的可靠性,进而开展管道瞬态模拟,分析流体组成的变化规律并预测气液两相相变量。结果表明：该管道内流体沿程液化,气相摩尔流量下降,其瞬态流动过程为一个气相不断液化的过程;在稳态模拟中采用LedaFlow相平衡计算方式,即按照各相的流量占比与静止状态下的气液相分布相同的原则,可更为准确地确定流动过程中的相变量。研究成果可为气液混输管道中相变规律预测提供理论基础,提升气液混输管道流动安全评价的准确性。（图11,表2,参23）     

延安气田多起伏地面管道临界携液流速计算模型

延安气田所处地形复杂,管道起伏多且高程较大,管道积液是气田集输系统生产过程中常见的问题之一,极易引发段塞流,甚至影响气田正常生产。基于液膜模型,考虑运行压力、井口温度、摩尔含水率、管道公称直径及管道倾角5个因素,建立上倾管段临界携液流速计算模型。进而结合延安气田现场运行数据,研究多起伏地面管道的最大倾角、总起伏高程、起伏次数对临界携液流速的影响规律,对已建立的上倾管段临界携液流速计算模型进行修正,结果表明：修正后的多起伏管道临界携液流速模型计算结果与现场数据吻合度高,修正后的模型计算结果准确率达90%,对于多起伏地面集输管道具有较强的适用性,可为延安气田多起伏管道积液预测提供理论支撑。（图8,表3,参35）     

煤层气采气管道压降特性试验

煤层气的排采特性决定了进入采气管道的煤层气同时含有水和粉尘等颗粒杂质,气体在流动过程中的压降损失势必受到水和固体颗粒的影响。为此,利用试验环道模拟煤层气集输管道多相介质的流动特点,试验研究了气液两相和气固两相流动的压降特性,得出如下结论：煤层气采气管道气体流速应控制在4～8m/s范围内,并应适当采取清管等措施,减少固相沉积物;采气管道水力计算可以忽略固体颗粒的影响而采用气液两相压降计算方法。（图6,参7）     

气液混输管道数据库

在国内气液混僵工艺研究中，由于缺少通用的气液混输管道的数据管理，处理和分析软件，施工极有价值的实验数据无法妥善管理，容易丢失，利用率相当低，因此，有必要建立一个气液混输管道数据库。     

气液两相流持液率及压降特性的试验研究

研究了不同流型下压力降与持液率的特点,以及压降脉动信号的方差与持液率、气、液相流量之间的关系.试验结果表明,分层流动的持液率值最高,平均压降最低;环状流动持液率值最低,平均压降值最高;段塞流动位于两者之间.分层流压降脉动信号的方差很小,随气、液量和持液率的变化小;段塞流压降脉动信号的方差最大,随气相流量和持液率的变化而变化较大,在相同气量下,方差随持液率的增大而增大,在相同持液率下,方差也随气量的增大而增大;环状流的方差在分层流和段塞流之间,气相流量的变化对压降脉动信号的方差的影响小,但液相流量的变化对其影响较大,随着液相流量和持液率的增大,压降脉动信号的方差会增大.     

起伏地段干线管道的试压要求

管道干线试压是管道建设中一项非常重要的工作,尤其是起伏地段的管道干线试压,由于位差发生变化,在试压强度取值等方面不能照搬普通管道的要救亡 去进行。介绍了库鄯管道干线试压按照三项要求所进行的工作：①按管道截断阀间距划分试压段落,而不是采取站间和整体试压;②各分段之间的环焊缝采用１００％Ｘ射线探伤,提高安全性;③以水作为试压介质,及时发现环焊缝的针孔等缺陷。     

泡排技术清除起伏管道积液试验

【目的】受起伏地形的影响,湿天然气集输及油气混输管道易在沿程起伏及低洼处形成积液。由于起伏集输管道与垂直气井在倾角方面存在巨大差异,作为气井清除积液的成熟方式,泡沫排液技术无法直接应用于混输管道排液,其可行性需进一步论证。【方法】利用气液多相管流试验环路,通过管流试验探究不同倾角条件下泡沫对气液多相流流动特性的影响,并明确含泡沫多相流的起塞作用机制;基于无机盐改变泡沫体系性能,探究泡沫性能变化对含泡沫多相流动特征产生影响的原因,并分析含不同流动状态下流动特征参数与压力差压的特征。【结果】在与气井倾角差异较大的低起伏管道中,可通过添加表面活性剂的方式清除积液,并对段塞流工况的发生起到较好的抑制作用;通过在SDS(Sodium Dodecyl Sulfate)表面活性剂溶液中添加NaCl、MgCl2作为环境影响因素,利用金属网格传感器、高速摄像系统以及压力传感器,进一步探究无机盐条件下SDS水基泡沫排液效果,发现无机盐引起的泡沫性能差异会对泡沫排液效果产生较大影响;当管道内出现过量稳定泡沫时,会引起管道沿程压降显著增大。【结论】将泡沫排液技术应用于有积液的集输管道排液时,稳定性是选择合适泡...     

天然气管道积液临界气速预测模型研究进展

管道积液是气田开发过程中的常见现象,会对天然气集输系统的正常运行产生极大影响。积液预测有助于及时采取措施,减少积液带来的危害,而临界气速的计算是管道积液预测的关键。对管道临界气体流速预测相关研究进行了回顾,指出了最小压降模型、液滴模型的局限性,而液膜模型具有较好的适用性。结合管道积液实际情况,提出将现有管道积液研究成果应用于生产实际需要选择适用于不同情况的管道积液准则;合理表征不同倾角下管道内液膜周向分布;考虑复杂地形条件下大尺寸湿气管道气液流动特性;采用合理的界面摩擦因数计算式。(参51)     

低液量水平管气液分层流摩阻压降的计算

在大型多相流试验环道上进行了空气-水、空气-HVIW150基础油试验,对水平管低液量气液分层流的流动特性进行了研究.选取了ARS模型作为界面形状模型,同时以动量平衡方程为基础,求解了气液两相流的摩阻压降,并将模型预测值与试验所测的摩阻压降作了比较分析,得出了分层流摩阻压降变化的一些规律,在低液量的分层流动中推荐采用ARS界面模型.     

单管气液混输技术在长输管道中的应用

概述了国内外双相混输技术的发展及现状,分析了单管气液双相混输技术的特点,结合美加联盟管道在设计时采用双相混输技术这一创新设计,提出了双相混输技术在我国天然气长输管道中应用的可行性,以及双相混输工艺需要解决的一些技术问题。     

川气东送管道江西支线的投产置换

针对川气东送管道江西支线与干线不同期投产的情况,介绍了江西支线首站扩建部分与干线站场的天然气管道、放空管道、排污管道等的连头方案和安全措施。阐述了江西支线投产前的氮气封存方案,即分为黄梅站江西支线分输部分和支线管道两部分进行氮气封存。介绍了江西支线投产过程中的阀门调流、管道置换和升压过程,通过合理调整江西支线首站的输气流程,利用二级调流方法,完成江西支线气推气置换和天然气升压过程,取得了良好的控制效果。投产置换过程的检测数据表明:氮气置换天然气的效果良好,置换方案是可行的。     

气液两相流管道流固耦合问题

气液两相流的不稳定流动和管道变形之间的相互作用,极大地改变了流体管道系统的特性,促进了气液两相流管道流固耦合的研究进程。概述了国内外单相输流管道流固耦合研究现状,重点阐述了海洋立管气液两相混输中严重段塞流的流动规律及其流固耦合问题的研究情况,评述了输流管道流固耦合的常用数值计算方法。分析了当前气液两相瞬变流流固耦合研究中存在的问题,展望了其发展前景。     

济齐天然气管道通球干燥与置换投产过程分析

结合济南--齐鲁天然气管道投产要求和实际施工环境，对两种天然气管道整体干燥、置换方案进行了比较分析。采用甲醇 氮气的干燥、置换工艺，依靠甲醇干燥管道，采用氮气置换空气、天然气置换氮气的方法，通过在四个清管器之间分别注入一定量氮气、甲醇、氮气和天然气的方式，实现管道一次性干燥与置换。介绍了该工艺在管道干燥与置换过程中的具体实施情况，给出了甲醇实际注入量的计算方法，为其它天然气管道整体干燥与置换提供了借鉴。     

起伏地形天然气长输管道运行优化研究

通过对起伏地形天然气长输管道系统中影响管道和压缩机站运行费用的各种因素的分析,结合起伏地形的特殊性,以输气管道终值费用最小为目标函数,加以水力、热力、流态等约束条件,建立了起伏地形天然气长输管道优化运行数学模型,并利用惩罚函数法对模型进行求解.计算结果表明,该模型对实际工作具有指导作用.     

气体—幂律液体两相水平管流的压降计算

在气体—幂律液体两相水平管流实验研究的基础上,按两相介质分布外形,将气液两相流动的流动型态划分为泡状流、层状流、波状流、团状流、冲击流及环状流,并指出流动型态是决定两相管流压降规律的重要因素,对不同流动型态的流动机理和特点进行了探讨,给出了不同流动型态计算压降的方法,对于层状流与波状流,气液间具有明显的界面,可采用分流模型;对于泡状流,两相间无滑动,可采用均流模型;对于团状流与冲击流,由于流动机理十分复杂,故采用定义无因次压力梯度的方法;对于环状流,通过联立分气相折算系数与洛克哈特—马蒂内利参数求得压降。本方法不仅为油气不加热集输工艺的系统设计提供了可靠的水力计算方法,而且也可以应用于石油、化工等领域。通过与其它计算压降的方法对比,说明本计算方法平均绝对百分误差小、准确度较高。     

预测水平管中气体—非牛顿液体段塞流的压降

气体－非牛顿液体两相流动中的段塞流是常见而十分复杂的流动型态。世界各国过去对水平管中气体－牛顿液体的段塞流做过不少研究，但对气体－非牛顿液体的段塞流研究甚少。在借鉴前人研究成果及理论分析的基础上，经过大量的实验观察，结合非牛顿液体的特征，在假设①整修管路由相同的流动单元ＬＵ组成；②一个曲型的ＬＵ单元中含有液柱ＬＳ、气柱ＬＦ和液膜三部分，液柱和液膜中均有气体；③液柱前面形成一个旋涡区Ｌｍ的前提下，提     

伴有液柱分离的管道气液两相流动分析方法

管道中伴有液柱分离的气液两相流动的常用分析方法有均质泡状流模型和集中空穴模型 ,其中集中空穴模型由于计算简单 ,易于和特征线法结合而得到了广泛的应用。通过对Streeter Wylie的蒸汽 液体模型进行改进 ,得到了新的集中空穴模型。模拟计算表明 ,集中空穴模型由于考虑了管道中气体空间的存在使液柱的长度和自由液面高度发生变化 ,以及出现气体空穴的截面与上、下游截面间的质量守恒 ,能够更有效地反映气液两相流动的真实状态 ,优于蒸汽 液体模型     

多起伏地形下油气混输管道的水力特性

油气混输与单相输送的水力特性因油气之间的滑脱有很大的不同,多起伏管道表现得更为明显。塔里木油田塔中401计量站至塔中四联合站输送管道(塔四联管道)累计起伏高度超过300m,起伏地形造成油气混输非常困难。利用多相流动态模拟软件OLGA对这种工况进行了动态模拟计算和分析,研究了影响管道混输的几个主要因素,并以管道混输启动参数对计算结果进行了验证。