往复振动筛板萃取柱内单相流和液—液两相流的压降

从流体动力学基本的原理出发，建立了往复振动筛板萃取柱内单相流和液－液两相流的压降方程。采用文献报道的脉冲筛板萃取柱内单相流动的实验数据和本研究在内径为９１ｍｍ的往复振动筛板萃取柱获得的液－液两相流动的实验数据，对所建立的压降方程进行了验证，理论计算结果与实验结果吻合良好。     

大斜度高液气比气井连续携液气流速预测方法

南堡油田天然气井液气比高,井型以定向井、大斜度井为主,现有携液液膜模型未充分考虑倾斜角的影响,导致临界携液气流速计算不精确。基于倾斜管环状流液膜厚度分布实验数据,提出了倾斜管底部液膜厚度与垂直管环状流液膜平均厚度之间的关系式,确定了垂直管液膜平均厚度以及界面摩擦因数的经验关系式,建立了大斜度高液气比气井临界携液气流速预测新模型。实验和生产数据表明,模型准确可靠,临界携液气流速平均误差?7.67%。该模型是对现有定向井携液理论的发展和完善,有助于提高气藏大斜度井的管柱设计水平、气井配产水平以及气井投产后的积液诊断能力。     

重力热管减少稠油井筒流体热损失

考虑重力热管内汽液界面上剪切应力对液膜厚度和界面换热系数的影响,对井筒重力热管吸热段和放热段的平均换热系数进行了计算,进而对井筒重力热管流体热损失的计算方法进行了修正.同时通过室内物理模拟实验,对井筒重力热管流体热损失进行了实验测定,并着重分析汽液界面上剪切应力对流体热损失的影响规律.理论计算和室内实验表明,井筒重力热...     

波纹管管内流动规律与数值模拟研究

鉴于国内外对波纹管换热器的流动和传热特性局限在实验研究和理论研究的现状,提出采用数值模拟方法对换热管管内流场和温度场进行研究。采用有限体积法对控制方程组进行离散化,应用二阶迎风离散对流项,应用SIMPLE算法进行压力修正。结果表明,在相同当量直径和雷诺数条件下波纹管比光管具有更好的传热作用和协同作用;波纹管的尺寸参数φ对其强化传热具有显著影响;由于波纹管在其波峰、波谷处产生二次涡流破坏与扰动边界层,其在较低的雷诺数下就能提前达到湍流流动,所以波纹管具有节能和防垢作用。     

螺旋形流道当量直径的计算

本文用数学分析方法,推导出了沿轴向截面为矩形的螺旋形流道时,流动截面当量直径的积分计算式;通过数值计算获得了由流动截面和轴向矩形截面计算的当量直径之间的误差关系曲线,不仅为准确计算流动截面的当量直径提供了算法,而且为用轴向矩形截面代替流动截面计算时提出了一个定量修正的依据。同时,获得了流通传热面积的解析表达式。     

水平井筒气液两相变质量流动流型转变实验研究

在对水平井筒气、液两相变质量流动的流型转变进行了理论研究,在此基础上,设计并建立了流型转变实验装置,对水平井筒气、液两相变质量流动的流型转变进行了模拟实验研究.在轴向为气、液两相流动的前提下分别进行了上管壁单孔眼注入和下管壁单孔眼注入的流型转变实验研究,获得了大量的实验数据.根据实验数据修正了理论计算模型,修正后的理论模型计算结果和实验数据吻合很好.     

高气液流速下垂直管两相流实验及数值模拟研究

为了弥补高气液流速下垂直管气液两相流流动实验和理论研究的空白,以水和空气为实验介质,在多相流实验平台上进行了垂直向上的高气液量下两相流实验研究。采用内径为60 mm、长9.4 m的透明有机玻璃管,利用高速摄像仪记录实验过程中的流型;在实验的基础上,利用Fluent软件对垂直上升管内气液两相流动过程进行了数值模拟。实验结果表明:在高气液量下,垂直向上管中出现的流型主要为搅混流、环状流和细束环状流,泡状流和弹状流所占的比例很小;压降波动曲线变化与流型转变间存在相关的联系。     

水平直管中气液两相分层流动压降的实验研究

为了探索气液两相流流动参数变化对水平圆管中气液两相分层流动压降的影响及压降的计算方法,在天津大学双闭环中压湿气实验装置上开展了实验。实验工况为:压力为0.2~0.8 MPa,气相表观流速为6~12 m/s,质量含水率为0~79.6%,管道直径为50 mm,实验压降测量长度为3 m。实验结果表明,压力、气相流速、质量含水率等参数都会影响水平圆管两相流动压降的大小,其中含水率是影响压降的关键因素。选择经典的Chisholm模型和考虑相界面形状对两相摩擦系数影响的ARS模型进行压降预测,预测结果:平均误差分别为25.89%和11.56%,不确定度分别为29.44%和11.88%。进一步分析截面含气率与摩擦系数对Chisholm模型压降计算值的影响,得知摩擦系数是其中主要的影响因素。将两相摩擦系数与单相摩擦系数的比值引入Chisholm模型对其进行修正,修正之后的Chisholm模型压降计算值平均误差为11.27%,不确定度为14.66%。     

基于实验研究的水平井气液两相流流型判别修正

流型判别是研究气液两相流流动规律的重要内容。采用实验数据与理论分析相结合的方法,通过对常规管道和变质量管道Brill气液两相流流型判别方法的修正,建立了新的适用于海上水平井气液两相流流型判别方法。实验结果表明,修正的Brill流型判别方法与实验数据吻合较好,可为海上水平井气液两相流流型判别提供参考。     

湿气管线中的持液率

为探索湿气管线中的持液率,进行了一项两相流动的实验研究。采用给直径为77.93mm水平管道通球,然后,计量其排出液体积的方法来测取持液率数据。本实验使用了三种不同的两相混合物。把持液率数据与若干预测方法的预测值进行了比较,并对分离流动的力学模型进行了评价。结果表明,没有一种方法能够精确地预测在低持液率区的持液率。本文提出了两个新的水平管线持液率相关式。其中,第一个适于持液率为0～0.35的湿气管线;第二个适于持液率为 0～1.0的任何水平管线。     

Y气田中低产水平井携液能力分析

Y气田属于受构造—岩性圈闭控制的致密孔隙型异常高压弹性气驱气藏。通过对比分析质点液滴模型、液膜模型、液膜修正模型,得出与生产实际比较吻合的水平段液膜修正模型的临界携液流速经验计算式。综合运用K-H波动理论修正模型和节点分析法,研究新场气田中低产水平井临界携液能力和不同油管尺寸的协调合理产量,并结合气井油管尺寸敏感性分析,提出了该区中、低产水平气井合理油管选择范围。     

斜井携液临界流量模型研究

斜井井筒结构复杂,井筒内气流携液困难。利用斜井模拟实验装置对斜井携液临界流量进行测试,将实验结果与液滴模型、Belfroid携液模型、液膜模型进行对比,结果表明：理论模型计算出的携液临界流量值比实验测试值大,Belfroid携液模型计算的携液临界流量值随井筒倾角变化趋势与实验测试结果一致。根据实验测试数据,对Belfroid携液模型中的携液临界流速公式系数进行修正,得到斜井携液临界流量修正模型。利用修正模型诊断的气藏斜井积液情况,其诊断结果与采取回声仪诊断液面的结果一致,证明斜井携液临界流量修正模型能较好的预测井底积液情况。     

定向井携液临界流量模型对比研究

定向井井筒结构复杂,井筒内气流携液困难。利用定向井模拟实验装置对定向井携液临界流量进行测试,将实验结果与液滴模型、Belfroid携液模型、液膜模型进行对比,对比结果表明:理论模型计算出的携液临界流量值比实验测试值大,Belfroid携液模型计算的携液临界流量值随井筒倾角变化趋势与实验测试结果一致。结合实验测试数据,对Belfroid携液模型中的携液临界流速公式系数进行修正,得到定向井携液临界流量修正模型。利用修正模型诊断的气藏定向井积液情况,其诊断结果与采取回声仪诊断液面的结果一致,证明定向井携液临界流量修正模型能较好的预测井底积液情况。     

零液量气井积液诊断及理论液气比计算

针对零液量气井油套压差大可能产生积液这一生产问题,以套压从环空按单相静止气柱计算的井底静压为基准,将油压从油管按单相流动气柱计算的井底流压与之比较,提出了零液量气井井筒积液的压降诊断方法.并对积液气井采用适于凝析气井的Gray模型预测井筒压降,拟合井底静压得到了理论液气比.经四川某气田开采末期实施增压开采气井证实:该方...     

气液两相环状流中夹带液滴特性研究

气液两相环状流中液体薄膜沿着管壁流动而速度较大的气核在管中心流动,通常速度较大的气核会夹带部分液滴。液滴夹带来源于沿着管壁流动的液体层的雾化速率和液滴沉积速率之间的平衡过程。目前大多数环状两相流的研究主要集中在对主要夹带现象的分析上。文中主要从夹带液滴直径、液滴速度分布和夹带分数3个方面进行夹带液滴特性研究。     

井下雾化排液短节数值模拟及影响因素分析

现有文献对井下雾化排液短节的雾化原理与设计方法研究还不够充分。为此,针对新疆油田应用的井下雾化排液短节,基于计算流体力学相关方法建立了数值试验模型,对短节雾化原理与参数影响规律进行了模拟研究。研究结果表明:气液混流经切向入口进入并起旋分离,经引流体和气流通道至喷嘴处加速喷出,主喷嘴处液膜受剪切破碎成雾滴,副喷嘴处高速气流辅助雾化;选取日产气量、入口压力和喷嘴当量直径3个关键参数进行了计算分析,日产气量与喷嘴压降呈正相关趋势,入口压力、喷嘴当量直径与喷嘴压降呈负相关趋势。研究结果及提出的“一井一策”的短节设计方法对井下雾化排液采气技术的广泛应用具有理论指导意义。     

翅片管对流换热定性尺寸的探讨

本文以等表面积当量直径作为定性尺寸来整理翅片管的对流换热实验数据,所得的公式形式比较简单、适用面广,用国内、外的一些实验数据或实验公式验算比较,均获得成功。     

水平管气液两相分离流相间水力摩阻系数计算

在大型多相流实验装置上研究了水平管气液分层流和环状流流动特性,采用气相动量方程求解了气液相间摩阻系数,与已有的经验公式进行了对比分析,建立了适于水平管气液两相分离流相间水力摩阻系数的计算方法。在分层流水力计算中可以采用Shoham&Taitel公式计算气液相间水力摩阻系数,在环状流水力计算中推荐采用Laurinat公式计算相间摩阻系数。     

非环状流气井两相流机理模型

针对目前气井两相流模型难以正确预测非环状流气井井筒压降和微观流动参数的问题,建立了非环状流气井两相流机理模型.首先基于液滴受力平衡和液膜桥接原理,提出了气井非环状流流型判别方法;其次根据非环状流中泰勒泡和液塞交替上升的流动特征,建立了单元体压降模型,封闭关系式中泰勒泡上升速度基于漂移模型得到,液塞含气率由Schmidt实验数据得到.38口非环状流气井数据评价表明,非环状流模型预测压降的相对误差仅为-1.464％.该模型能够精细描述非环状流气井多个微观参数,且计算简单.     

单点注气液-液旋流器分离效率的实验研究

针对油田后期开发中遇到的污水处理难度大等实际问题,实验研究了气携式液液水力旋流器,由于气泡与油滴结合后形成油气复合体,从而有利于部分油滴向旋流器中心处运移,但气体对旋流器内的流场同时也会产生一定的影响。通过旋流器入口注气和锥段不同位置的单点注气实验,发现气携式液液水力旋流器的分离效率有较为明显的提高,同时,与常规的液液水力旋流器相比,对流场的稳定性要求更高,分流比和溢流口直径均较大,对操作参数的控制应更加严格。