柱状气液旋流器的耦合流变水力特性模型

利用改进的柱状气液旋流器(GLCC)机械设计模型计算并预测出该模型的气液耦合流动的流变水力特性,如临界速率、平衡液位高度、零净液体流量及液体携带起始点等。柱状气液旋流器机械设计模型的确定对平衡液位模型和气-液界面模型的建立有重要意义。推导出了净液体流量为零时的最大液体容量,并得出在一种临界参数下气体中无液体携带和液体中无气体携带的条件。液体携带起始点的提出和预测为获得较为完整的气液耦合流变临界操作参数提供了依据,而且为今后柱状气液旋流器的推广应用提供了参考。     

基于强制环状流的电导法持液率测量技术

传统电导法测量气液两相流持液率时,测量精度易受流型影响.为此,提出了基于强制环状流的电导法气液两相流持液率测量技术,通过数值模拟和室内试验,用单头电导探针直接测量法对气液两相流持液率进行了测量研究.研究结果表明:当进口气液比一定时,气体不足以携带液体,但气相折算速度的逐渐增加使气体开始携带液体,液膜厚度随之不断增加,且...     

对卧式分离器中液体再携带能力的预测

液体的再携带是指已从气/液界面中分离,随后悬浮于气流中的液滴再次携带的过程,液体的再携带过程通常分两步。首先,高速的气流在气/液界面上产生扰动,例如波动和脉动;其次,气体通过由高速气流向低速液流的动量传递,从气体的表面对部分液体产生剪切。这个过程产生的结果与理想的结果(使液滴沉降,脱离气体)正好相反。本文对以前发表过的两篇关于卧式分离器设计的论文进行了补充,文中提到的方程都建立在 Ishii 和Grolmes 提出的相关式基础之上。     

气,液分离器

气、液分离器是立式圆柱形容器。里边有一个圆柱形隔间，同轴地装在这个容器的顶部。气、液混合物沿容器内壁的切线方向进入。隔间顶部的圆柱形挡板接收的液体撞击在隔间和圆柱档板的上表面。水平打孔板的边缘与隔间内壁之间形成了一个通道。通过这个通道，从圆柱挡板上落下来的液体被一部分分离气体所携带。在平板的下方，两种流体相脱离，气体向上流，通过打孔平板与分离后的气体汇成一体，然后从容器的通道排出。     

多杯等流型气锚技术研究

1．问题的提出 抽油机井泵效低的主要原因之一是气体影响。从气、液分离机理看，若想提高气锚效果，必须使井液在气锚内的流动速度小于气泡在液体中的上升速度。由于受井筒尺寸的限制，原来各种类型的气锚很难降低液体在气锚中的流速。为此，研制出了多杯等流型气锚，它可延长采出液的气液分离时间，提高脱气效果。     

喷射工况下板式塔液体分散性能的研究

在喷射工况下，研究了气速及板上清液层高度对板式塔液体分散性能的影响。气速是影响板式塔液体分散程度的重要因素，板上清液层高度对新型垂直筛板（ＮｅｗＶＳＴ）的液体分散程度有些影响，但对浮阀塔及筛板塔几乎没有影响。     

气体钻井携带液体最小注气量计算

气体钻井是以空气或氮气作为循环相把钻屑和液滴带到地面的钻井技术,井筒出水未带出的液滴与钻屑混合形成的泥环,会导致岩屑和液体在井底聚集并降低渗透率,影响油气产量。因此,准确预测能携带岩屑和液体的最小注气量是目前亟待解决的问题。基于Boyun Guo的井底压力四相流模型和携带液体最小动能理论,并引入Qian Fang考虑的雷诺数和液滴球形度的滑脱系数理论,建立了求解气体钻井中携带液体的最小注气量方程,注气量计算结果与现场实测数据非常接近,并得出了相比仅携带固体钻屑,同时携带固体钻屑和液滴所需注气量更大的结论。     

防砂气锚

该防砂气锚由上接头、外管、螺旋片、中心管和下接头组成，原理是将防砂气锚接于泵下位置，在泵的抽吸作用下，混合液体从外管的进液孔进入，沿着螺旋片所形成的螺旋通道下行，在螺旋通道中，由于混合液体运行速度缓慢，压力降低，首先气体从液体中分离出来，于是含砂液体继续下行，而分离出来的气体通过螺旋片上的小孔上升，最后从外管上部的排气孔排出进入套管。     

海上钻井井控期间液气分离器处理能力研究

钻井液气分离器是钻井过程中重要的井控设备，如果使用不当导致可燃气体到达平台，将威胁人员及设备的安全。针对目前钻井井喷期间井喷最大流量主要靠经验来估算，钻井所用分离器主要借鉴油气生产分离器的相关标准等问题，根据多相流理论，给出了钻井井控期间气体和液体的最大流量估算方法；通过对液气分离器的结构和工作原理的研究，考虑分离器的内径和高度、连接管线的尺寸、液封段的高度、钻井液性能、分离器内部气液流速以及分离器的冲蚀，得到钻井井控期间分离器失效的关键因素，指出分离器的失效存在4种形式:钻井液被气体携带排出，气体从排液管排出，钻井液从排气管排出和分离器冲蚀等，结合井喷条件给出了多因素融合的分离器评估方法，以案例的形式给出了老旧分离器改造的措施，保证钻井井控期间分离器的合理安全的使用。     

气-液分流式分布器的流体力学性能

开发了一种具有抗塔板倾斜性能的气-液分流式分布器。通过冷模实验,研究了该分布器液体破碎程度与液体分布均匀性之间的关系,以及操作条件变化对分布器压降的影响,并在直径为1 m的加氢反应器中考察了由37个气-液分流式分布器组成的气-液分配盘的液体分布均匀性。结果表明,存在一个液体破碎雾化的临界气速。临界气速同时也是分布器液体分布均匀与否的分界点,只有气体流速超过该临界值时,才能实现液体的均匀分布。当通过分配盘的气量超过总体临界气体流量时,其液体分布相对不均匀度可降至5%以内,实现液体的均匀分布。此外,基于实验数据,还得到了气-液分流式分布器的压降与气、液两相Reynolds数间的关系式。     

复合型混合解堵技术

复合型混气解堵技术对解除油层堵塞具有明显的效果。该项技术采用机械、物理、化学方法有效清除油层中胶质蜡质类垢层，此技术采用的混合复配工作液可减小井筒中液桩压差，并利用反应气、注入气携带溶解物返排，实现产层诱流。     

催化硫醇汽油腐蚀不合格原因探讨及对策

稳定富气水洗注高含硫氨水及电后催汽携带碱渣是造成经汽油铜片腐蚀不合格的主要原因，采用富气水洗注合格的净化水或脱盐水，提高稳定塔、解吸塔塔底温度，并在分馏塔顶注氨，可解决问题。     

气驱特征曲线在气窜模式识别中的应用

水驱特征曲线法分析生产动态普遍应用于水驱油田的开发实践中，但针对渤海气驱油藏缺乏相似的研究手段。基于稳定渗流理论，进行了气驱特征曲线公式的推导，公式表明，达到稳定气驱阶段后，可以认为气顶累积产出量与累积产油量在半对数坐标上成一条直线关系。实际气驱曲线受前期无气采出阶段和后期气携油阶段的影响，为反S型。锦州X油田结合气驱特征曲线划分出3种气窜模式：快速气窜型、稳定气驱型、高气油比型。快速气窜型油井产量递减快、累计产油量低，无稳定生产阶段；稳定气驱型油井气油比上升平缓、持续稳产、累计产油量高；高气油比型油井开发效果介于快速气窜型与稳定气驱型的开发效果之间，开发后期由于气顶气突破与原油脱气，油井逐渐以产气为主，仅携带少量原油，井别性质从油井向气井过渡。在明确气窜规律的基础上，结合控气技术应用实践，提出分气窜模式、分开发阶段的开发策略，针对快速气窜型油井，优化井位，原井眼向下侧钻，改善了开发效果；针对稳定气驱型油井，初期控制合理采油速度，中后期跟踪气油比上升幅度配套控气措施，气油比呈现出波动式上升规律；高气油比型油井受高气油比影响，仅携带少量原油，井别性质从油井向气井过渡，计算实施屏障注水，解...     

基于文丘里管和射线技术的低压湿气测量方法

湿气流量测量普遍存在着流量虚高的现象,从而导致测量结果不准。为解决上述问题,首先基于文丘里管流量测量原理分析了湿气测量虚高机理,然后针对低压湿气计量开展了大量测试,对比分析了现有不同经验模型的计算误差,在气液分相流模型基础上,利用射线技术测量空隙率并结合文丘里管测量结果获取液体折算速度,进而进行回归分析,提出了新的湿气流量虚高修正模型。研究结果表明:①文丘里管测量湿气流量虚高的原因主要是由于液相的存在而对气相有阻塞,从而产生了加速压力降以及气相对液相加速导致的摩擦阻力压降;②文丘里管的流量虚高值主要跟Lockhart-Martinelli (LM)参数、液体折算速度、空隙率及干度等能表征液体携带量的参数相关;③现有模型的LM参数等在实际应用中无法直接测量;④液体折算速度跟文丘里管虚高值有较强的线性关系,据此计算出的气流量均方根误差最小;⑤基于文丘里管和伽马传感器测量的空隙率从气液两相流分相流模型出发,可计算出液体折算速度,从而建立新的气流量虚高修正模型。结论认为,所建新模型最终得到的气流量均方根误差为5.1%,能够满足实际测量需求,为湿气测量的工程应用提供了新方法。     

偏心气锚

一种新型气锚已经设计出来，并对其进行了现场测试。由于这种气锚采用了将叠板弹簧置于气锚套筒和套管内壁之间，而将气锚套筒靠在套管内壁上的偏心结构，气锚进口开在液体浓度较高的套管内壁处，因而效率有所提高。对气体干扰影响泵效的油井，这种偏心气锚可能会显著提高产量。     

苏里格气田井下节流气井积液规律研究

随着气田的不断开发,气井逐渐不能满足最小携液流量要求,井底及井筒便产生积液,当积液量到达一定程度时,气井压力、产量便迅速下降。为延长气井变为低产、低效井的时间,有必要研究气井积液规律。采用Flunent软件以苏C节流井为例,进行了节流流场CFD模拟。模拟结果表明,地层中携带了液体的气流由近井储层流入井底,在井底积液层的阻力作用下气流中的部分液体滞留;在井底积液液面处气体以携带少量液体的低速雾流形式流至节流器上游;携带了液体的气流在节流器"回流"效应及"淹没射流"作用下,部分液体在节流器上段沉积,随生产时间延长,节流器上段井筒积液液面进一步升高。     

水平井段连续携液理论与试验研究

在水平井筒中,地层产出的液体由于重力作用在较短的距离内就会沉降在水平井段底部,以液膜的形式沿着井底向气流方向移动,因而水平井段中连续携液临界气速的计算方法与直井段不同。在水平井段中分层流是主导流型,管底液膜厚度相比之下远大于管顶,是导致水平井段积液的主要因素。从水平井段液膜的流动和分布机理出发提出了分层流模型、携带沉降机理模型与Kelvin-Helmholtz波动理论3种水平井段连续携液临界气速的计算模型,并制作水平井段连续携液试验装置进行了试验研究。结果表明,气液界面不稳定波动携液在水平井段连续携液中处于主导地位,可将基于Kelvin-Helmholtz波动理论的临界气速计算式作为水平井段连续携液临界气速的计算公式。     

基于螺旋流的固体颗粒输送实验研究

从气固两相流的基本理论入手,对以扭带起旋的管段内气固两相流动特性进行了实验研究,主要考查气相流速、扭带参数对颗粒携带规律、碰撞特点、携带距离、颗粒速度分布和浓度分布的影响,并对比分析了气固两相非旋流与气固两相螺旋流的流动特性。实验结果表明:气相流速是管内固体颗粒流动特性的重要影响因素,随着气相速度的增大,对固体颗粒的携带距离也增大;扭带参数对流动特性亦有较大影响,随着扭带扭率减小,携带距离也有逐渐变大的趋势。     

基于气液分离的天然气双入口优化设计

天然气井采出的天然气通常含一定量的液体，这些液体不仅会堵塞管线、阀门，影响流量计计量的精确度，而且还会腐蚀设备、管道、仪表，易引起振动，破坏管道结构，严重影响集输生产管道寿命与安全，因此需尽快对采出液进行气液分离。为此，根据油气田现场采出液工况，设计了双入口气液分离器，并采用欧拉多相流模型，耦合标准k-ε湍流模型，对分离器内部的流场分布和分离特性开展了数值模拟研究。研究结果表明：(1)由于双入口的存在，分离器入口处湍流强度较小，流动较为平稳，能够增加入口气液混合液的分层程度，减少分离器下部发生折返的气体流量，进而减少气体出口带液量；(2)当入口液滴粒径大于0.1 mm时，仅有极少量的气体从液体出口流走，能够取得较好的分离效果；(3)随着分流比的减小，液体出口液体体积分数迅速增加，气体出口液体体积分数缓慢增加；(4)入口液体体积分数的变化主要影响分离后气体的纯度，对分离后液体的纯度影响较小。结论认为，在实际应用过程中，对于液滴粒径较小的来液工况，无论入口液体体积分数如何变化，均应调节分流比小于入口液体体积分数，使其液位略高于液体出口，以提高气液分离的效果。     

可使气井增产的Vortex Dx井下工具

美国Vortex Flow LLC公司研制成功一种新型Vortex DX井下工具，该工具可将气液分离成两相螺旋流。使液体沿管壁呈螺旋状流动，天然气通过管道的中心流动，防止液体滑脱。其结果就可彻底地清除气井的井底积水，增加产气量。