磁共振多相流在线计量装置现场试验分析

针对地面油气多相流的实时准确计量需求，介绍了一种磁共振多相流在线计量装置。通过现场试验验证，该计量装置能够高效、准确地计量油气水多相流，具有绿色、高效、准确的技术优势，可实现无人值守计量，能够很好地替代三相分离器完成油气多相流的地面计量工作。     

油气水多相流在线测量技术的研究和现场应用

介绍了一种新型的油气水多相流在线测量技术,它综合利用多相流流型调整、互相关流量测量、双能伽马相分率测量、多相流模拟计算、计算机控制和通讯技术等多种现代检测和控制技术,以进行多相流在线检测;在流型适应性、测量范围和测量精度等方面的性能有重大改进;利用该技术研制的在线测量装置已通过了国内外权威机构在实验室和工业现场的测试和检定,主要性能指标均达到或超过了国外同类产品的水平,且已在油田现场应用多台.     

微小间隙内油气两相泄漏的试验研究

对微小间隙内油气两相泄漏特性的研究是计算喷油压缩机压缩腔内气体泄漏量的基础.搭建了微小间隙内油气两相流动特性试验研究装置,通过改变泄漏间隙和泄漏压力差/压力比及油气体积比,借助高速摄影获得了微小间隙内油气两相流动的流型,并与We数预测的流型进行了比较;对不同工况下的泄漏量进行了测量,并拟合了关联式.研究结果表明:应用We数预测的流型与高速摄影观察到的流型是一致的;试验获得的临界压力比范围在1.8～2.3,临界压力比之前,两相流的流型为块状流,气体泄漏量随压力比增大迅速增大,临界压力比之后,流型主要为环状流,气体泄漏量随压力比变化缓慢;油气体积比对气体泄漏量影响很大,油气体积比增加0.5%,气体泄漏量可以减少77%;用多项式拟合的油气两相泄漏量与压力差、间隙值之间的关联式,在试验工况范围内,相对误差在2.1%以内,可用于喷油压缩机泄漏量计算模型.     

油气润滑系统流型识别方法研究

提出了一种基于油气润滑系统油气两相流压差波动信号来识别流型的方法。首先借助Fluent提取了油气润滑系统水平管道中常见的四种流型的压差波动信号作为训练和识别的样本;然后采用EMD(经验模态分解)方法提取油气流流型压差波动信号的特征;最后采用PSO-PNN算法对油气两相流流型进行了识别。结果表明:油气两相流流型与压差波动信号之间存在对应关系,通过对压差波动信号的分析可以获取流型信息;油气两相流的压差波动信号具有非平稳特性,采用EMD方法可以较好地提取流型信息;优化后PNN模型可较好地识别油气润滑水平管道内油气两相流流型。     

多相流分相含率检测

介绍了基于双能射线对油气水多相流分相含率的测量机理及系统构成 ,通过对射线穿过原油的透射计数 ,并对各种误差进行补偿、修正 ,从而实现对多相流分相含率的在线测量     

多传感器数据融合技术在多相流参数测量中的应用

对于多相流动系统,由于多传感器系统比单传感器具有优越性,所以,数据融合技术在多相流参数检测领域的应用越来越受到关注.对多传感器数据融合技术作了回顾,介绍了多传感器数据融合技术在多相流参数检测,如流型辨识、多相流流体界面分布成像等方面的应用情况,并对这项技术在多相流参数检测方面所面临的挑战和前景作了分析.     

泥浆脉冲发生器转子水力转矩多相流数值模拟

连续波脉冲发生器是现代油气钻井系统的核心部件之一,脉冲发生器主要部件是其中的定子和转子,定、转子的相对运动会导致钻井液的复杂变化。定转子附近机构复杂,钻井液流速快,有明显的湍流现象,而且实际钻井液主要是由水和细砂组成的多相流混合物。着重考虑多相流对转子水动力特性的影响,使用CFD数值仿真方法比较不同情况下,考虑多相流因素和纯水时的转子水动力特性。研究表明:转子水动力转矩基本不受多相流因素的影响,与来流速度、定转子间隙、相对旋转角度关系密切。研究还发现,流道内固相物质在定转子衔接处有积聚的特性。     

热泵系统中R134a/润滑油流型的可视化研究

为了获得系统性能与制冷剂/润滑油流型的对应关系,基于制冷剂/润滑油流型可视化试验系统,对比分析了不同工况下过热度对蒸发器出口水平管和竖直管内R134a/润滑油流型的影响规律,并试验研究了工况2下热泵系统循环性能随过热度的变化规律。结果表明：在0～15℃左右的过热度范围内,3种工况下R134a/润滑油在水平管内均会出现相同的4种流型,而在竖直管内则均会出现相同的3种流型;R134a/润滑油在水平管和竖直管内流型（除分层环状流外）对应的过热度范围和流型转变过热度（除第一水平流型转变过热度外）均受热源进口温度的显著影响;工况2下系统COP和制热量均在过渡状态时获得较大值,并在第一水平流型转变过热度（0.2℃）处分别获得最大值5.348,4.386 k W。     

自力式油气水三相流气液分离装置的设计与实验

针对油井油气水三相流量测量难、测准更难这一实际问题,对溢气型集流伞的结构作了优化和改进,设计出一种自力式油气水三相流气液分离装置,装置上安装了涡轮流量计和电导持水率计,完成油气水产出剖面测井仪的研制。利用多相流测试系统对产出剖面测井仪进行了流量测量实验,实验结果表明,产出剖面测井仪能有效降低油井气相对油井液相流量和持水率测量的影响,可提高油田测量精度及采收率。     

双螺杆油气多相流混输泵内部工作机理研究

从变质量多相系统的热力学特性角度,从能量守恒、质量守恒定律出发,建立了一套描述双螺杆多相泵内部工作机理的控制方程。通过对多相泵内部工作过程的模拟,分析了气体体积分数、回流损失、流量、压力分布及功率消耗间的相互关系。为验证数学模型的正确性,利用动态信号分析仪对试验样机进行了宏观性能测试和内部压力建立过程曲线（Ｐ—Ｖ图）测试。试验和数值模拟结果的比较表明,建立的数学模型能够正确反映双螺杆油气多相流混输泵内部压力建立过程及其宏观性能特征。     

保持架引导方式对球轴承油气润滑两相流流型的影响

滚动轴承高速运转时,轴承腔内润滑油与空气相互作用形成涡旋,影响油气运输及整体润滑性能.针对角接触球轴承腔内油气两相流的流动状态,运用VOF方法和滑移网格,建立油气两相流三维瞬态仿真模型,分析了在保持架不同引导方式下角接触球轴承腔内油相流型、轴承腔内周向流型以及涡旋等变化规律.该研究对高速轴承结构设计、润滑结构及润滑参数...     

流型调整器在多相计量系统中的研究与应用

基于放射性原理测量相分率的多相流量计在极高含气下的含水测试精度急剧变差,某厂家MFM2000型多相流量计使用流型调整器保证了含水测试独立于含气率,从而保证了含水测量精度,进而保证了油量精度。该类型的流量计经过多次实验与现场验证,含水测试应用效果显著。     

螺旋轴流式多相泵叶轮处流场计算

随着陆上边际油田、沙漠油田、特别是海上油田的开发,人们对设计和研究油气输送中多相流混输系统的要求更加迫切。螺旋轴流式多相泵作为一种油气多相混输设备,具有很重要的研究和应用价值。而叶轮作为多相泵的核心过流部件之一,对泵的性能有着很大的影响,因此叶轮处流场的流动计算是多相泵研究的重点,它对螺旋轴流式多相泵性能的研究具有重要的指导意义。     

微细通道内液氮流动沸腾的流型特性

采用高速摄像,得到内径为1.931 mm、1.042 mm、0.531 mm的竖直上升圆管内液氮流动沸腾的主要流型为泡状流、弹状流、搅拌流和环状流;并且在1.042 mm、0.531 mm管内发现受限气泡流。并绘制流型图,分析表面张力,压力和管径对流型转变的影响。表面张力是影响流型转变的重要物性参数,相对于空气—水的流型图,对应的弹状流/搅拌流,搅拌流/环状流流型转变线向较低的气体表观速度方向移动;而泡状流/弹状流的转变线向较高的气体表观速度方向移动。压力越高,相应的流型转变曲线向较低的气体表观速度方向移动。管径对流型转变有重要影响,随着管径的减小,相应的流型转变线向较低的气体表观速度方向移动。试验结果与通用的流型转变理论模型作比较,发现理论模型的预测结果与试验结果相差较大。     

油气润滑系统油气两相流流型转变研究

依据Mandhane图中环状流转变阈值,利用MATLAB软件将选取的阈值与已有的无量纲准则数进行关联,拟合得到油气润滑工况下新的间歇流-环状流转变的无量纲准则式;借助Fluent软件仿真验证该准则式的合理性,并通过仿真得到油气润滑中分层流-环状流、间歇流-环状流的流型转变图。研究结果表明,两相流流型仿真图中气液相分布规律与文献中对流型的描述一致,压降分布规律也基本符合已有的结论;由于管径小的原因,新的流型图转变曲线位置较Mandhane图环状流部分偏下,但曲线走势基本相同,故该流型图可以作为研究油气润滑环状流流型转变的依据。     

基于SVM及电容层析成像的两相流流型识别

两相流测量中,流型的准确识别是流动参数准确测量的基础.电容层析成像(ECT)技术是自20世纪80年代发展起来的新型检测技术,可用于两相流/多相流流型识别及固相浓度测量.支持向量机是一种基于统计学习理论的机器学习算法,即使在小样本情况下也能得到很好的分类效果.应用ECT系统测量的包含流型信息的电容测量数据,采用支持向量机算法进行流型识别,对4种典型空气-油两相流流型识别分别进行了仿真和静态实验.结果表明,该方法辨识速度快,可准确地识别典型的流型.     

基于自组织神经网络的油气两相流管截面流型辨识

为了探索两相流流型辨识方法,本文在12电极电容检测系统的基础上,针对油气两相流,提出了基于神经网络的流型辨识方法,即采用自组织神经网络根据电容采样数据实现相应管截面流型的识别.研究表明,该方法是有效的.     

单螺杆式油气混输泵在油田开采中的应用

在石油开采的油井生产环节,为了实现降低井口回压、增加原油产量和提高油田开发效益,必须采用油气多相混输泵对油气等多相混合介质进行增压输送。单螺杆式油气混输泵可以用于输送含有气、液和固体颗粒的多相介质,并可在短时间内输送纯气体介质,实现多相混输的目标。在油田混输系统的设计中,对混合介质和单螺杆式油气混输泵的特点进行了分析,为系统的安全、可靠运行提供了有效参考。     

基于FLUENT的燃油箱油气分离器仿真研究

应用FLUENT软件,采用VOF多相流模型,对某型号的高压燃油箱油气分离器的泄压工况进行仿真分析,得到油气分离效率,并与试验结果进行对标。结果表明:模拟结果与试验结果基本一致,验证了油气分离泄压工况仿真的可靠性,可利用油气分离仿真在产品设计阶段进行分离效率评估和设计优化。     

油气多相泵的最新研制进展

简要综述了国内外油气多相泵的技术发展，介绍了国外新投运的几台法国Sulzer泵公司生产的螺旋轴流式海神多相泵的概况，分别对螺旋轴流式多相泵和双螺杆泵做了简介，比较了二者的技术特点，对石油大学（北京）流体机械教研室在螺旋轴流式多相泵的研究方面取得了进展和现存问题也作了简述。