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.     

水平定向钻回拖载荷预测模型

从弹性力学与非牛顿流体力学的角度出发,研究了与回拖载荷相关的变量,着重分析了回拖阻力的3个组成部分(管道质量及其引起的管土摩擦力、弯曲段阻力效应引起的阻力与泥浆拖曳阻力)的计算方法,三者求和并根据静力平衡条件可得回拖载荷。3项阻力在回拖载荷中均占有较高的贡献权重,且贡献权重在回拖过程中呈现动态变化。泥浆拖曳阻力是回拖阻力的重要组成部分,将其纳入可更准确地预测回拖载荷的动态特性。根据搜集的HDD安装试验数据,对预测模型进行实例验证,预测结果与试验数据之间良好的一致性表明所提方法的正确性。     

非线性分析技术在多相流领域中的应用

介绍了国内外非线性分析技术在多相流领域中的发展现况及应用前景。着重就混沌分形技术的三个重要参数Hurst指数（分维数），关联维数D，以及Kolmogorov熵对非线性系统进行了分析研究，总结了小波分析理论在多相流中的应用研究，旨在全面阐述多相流动的内在规律，以期有效地指导实验研究和工程应用。     

水下旋流气液分离器研究进展

旋流气液分离器能够实现高气速、高气液比工况下的气液分离,从而满足降本增效的要求。通过调研国内外水下旋流气液分离器的研究成果,对不同类型的水下旋流气液分离器进行了重点评述,从旋流场内液滴破碎机理、分离器内部流场参数等方面论述了水下旋流气液分离器的理论研究进展。结合工程实际需求,提出了水下旋流气液分离器研究中的不足及其未来的研究方向:建立水下旋流气液分离器的独立设计准则;进一步完善液滴在旋流场中破碎与聚合的理论研究;将旋流气液分离器与其他形式的分离器相结合,形成综合性的分离系统。     

静电聚结脱水装置电源系统启动特性

静电聚结器的脱水效果与能耗均优于传统电脱水器,然而其电源系统的强烈波动会对生产运行造成一定影响。为确定引起电源系统信号波动的主要因素,研究不同因素对电信号的影响规律,结合静电聚结理论和RLC电路基本规律,以内置式静电聚结器与电信号测试装置为基础,开展电源系统启动特性实验研究。采用双层绝缘电极板,改变电压、流量及含水率,研究电信号的波动特性。结果表明:流量和乳状液含水率对电信号波动幅度的影响较大,且含水率越高、流量越大,启动时电流波动幅度越大。通过改变启动方式,可以减小启动电流波动幅度,从而提高聚结器稳定运行性能。     

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...     

稠油药剂分散技术数值模拟与试验

针对稠油管道中流体密度高、黏度大的特点,设计了高压逆流注药、微管注药、微孔注药3种注药方式,以及内锥柱体式、隔板式、旋流板式3种混合结构。利用CFD仿真模拟对以上注药方式和混合结构进行了参数优化和药剂分散效果分析,结果表明:仅在注药方式作用下不能实现药剂与稠油的充分混合;微孔式注药方式药剂分散效果最好;综合考虑产生的压降和药剂分散效果,内锥柱体式混合结构性能最佳。通过室内试验对以上混合结构进行性能测试,结果表明:混合结构产生的压降和药剂分散效果呈负相关;药剂加注浓度会影响药剂分散效果;试验结果与模拟结果具有一致性。通过数值模拟和试验研究,优选确定了适合稠油管道的管道外环向微孔注药、管道内安装内锥柱体混合结构的加药方式。     

水平定向钻管道穿越孔底泥浆的力学特性

将水平定向钻(HDD)回拖过程中孔底泥浆的流动假定为幂律流体在同心环形空间中的稳定流动,考虑内管轴向运动对流场分布的影响,根据Navier-Stokes方程推导泥浆压力梯度与管道外表面泥浆剪切应力的解析计算方法。基于搜集的HDD工程实例采用该解析方法进行数据分析,并与现有Baroid经验公式、SPE经验公式和Polak经验公式的计算结果进行对比。结果表明:由解析方法求得的泥浆压力梯度与实测值相差最小;泥浆拖曳阻力是回拖载荷的重要组成部分,计算中不可忽略;扩径比是泥浆压力梯度与剪切应力计算中敏感性最强的因素。     

水平管段塞流液塞长度分布试验研究

在内径为50mm的水平管中，对空气，水段塞流下的液塞长度分布进行了试验研究。试验结果表明，该流态下的液塞长度呈对数正态分布，平均液塞长度与气液相混合速度具有典型的二次多项式关系。当折算流速较小时，反映液塞长度波动长程相关性的Hurst指数与气液相混合速度具有递增的线性关系，液塞长度分布遵循分形统计规律。     

油田集输系统生产运行参数优化

为实现“接转站—联合站—联合站—首站”四级布站的集输系统更安全、经济运行,以胜利油田某集输系统为研究对象,在工艺流程一定的情况下,考虑水力、热力等约束,建立基于联合站处理效果的集输系统整体运行参数优化模型,并采用随机试验法对模型进行求解。结果表明:在满足外输原油含水率、污水含油量的前提下,与优化前相比,优化后的集输系统节约成本1771元/d、总能耗降低8.3%、集输系统效率提高4%,优化效果显著。研究成果可为油田集输系统的实际生产运行提供理论指导,降低生产能耗。