水平管气-液两相流持液率计算方法研究

基于对水平管气-两相流截面持液率计算方法的比较分析,通过研究认为,Hughmark相关式和Garcia修正式可用于水平气-液两相流管道持液率的计算.为验证这两种相关式的正确性,进行了大量的室内实验研究.研究结果表明,用Garcia修正式来预测水平管气-液两相流持液率,具有较高的精度.     

气液两相流管流压降计算理论综述

本文综述了石油开采工业中气液两相压降计算理论的主要发展及研究成果,从早期的借鉴单相流计算方法,到目前广泛采用的依据流型和流态、考虑流体与管道和气液相面相互作用的理论,阐述了摩阻系数的计算方法,以便为气—液两相流管道的设计提供理论依据。     

输气管道仿真中摩阻系数相关参数设置

摩阻系数是管道仿真软件水力计算的重要参数,为了提高模拟准确度,研究优化设置软件中的摩阻计算公式和参数很有意义。编程计算了Weymouth、Pan（A）、Pan（B）、AGA、Colebrook、Nikuradse公式在不同相对粗糙度和雷诺数下的摩阻系数,和Moody标准图谱比较精度后获得了各公式的适用范围,发现Colebrook公式的适用范围和精度最优,AGA公式次之,其他公式则适用于不同的范围。结合3条真实管道与现场实际工况,在模型仿真运行时动态调整绝对粗糙度,反算出实际值0．010、0．015和0．013mm。故绝对粗糙度推荐值为0．010～0．015mm。     

欠平衡连续油管钻井中螺旋管段气液两相流摩阻压降特性研究

针对欠平衡连续油管钻井中螺旋管段气液两相流摩阻难以计算的问题,采用数值模拟方法,研究了气液两相流在连续油管螺旋管段中的流动,揭示了两相流在螺旋管段的流动特性。对影响摩阻压降的相关因素进行了分析,计算了不同的充气量、采用不同密度和黏度的钻井液以及不同曲率时螺旋管段的摩阻压降。结果表明：充气量越大,螺旋管段摩阻压降越大;钻井液的密度和黏度越大,螺旋管段摩阻压降越大;螺旋管段的曲率比越大,螺旋管段摩阻压降越大。该研究对于指导欠平衡连续油管钻井作业时选择充气量、钻井液和滚筒,计算水力参数和泵压具有重要的参考意义。     

起伏多相管流压降计算方法的研究

以Ｐｉｐｅｐｈａｓｅ多相流软件和西安交通大学多相流软件为基础,筛选出几种适用于油田现场,精度较好的压降组合模型。在众多压降组合关系式中,ＤＥＦ、ＭＵＢＥ、ＸＢ－ＢＡＲ－ＢＢ－ＣＷ－ＭＷ、ＸＢ－ＢＡＲ－ＤＥＦ－ＣＷ－ＭＷ和ＸＢ－ＢＡＲ－ＭＢ－ＣＷ－ＭＷ等组合压降相关式计算多相管流准确性较高。     

热油管道流态界限划分及层流摩阻计算

热油管道在输送过程中，由于温度逐渐降低，油流粘度增大，流动状态可能由素流变为层流。流态变化所产生的摩阻损失不仅与原油物性有关，还与管道的热力务件有关。径向温降是影响热油管道层流状态摩阻损失的一个重要因素。本文根据能耗的连续性和合理性确定出流态划分的界限，并根据水力学公式和热力学公式，确定热油管道层流状态下的摩阻计算方法。     

水平井筒气液两相分散泡状流流动模型

通过对分散泡状流流型中的分散气泡进行受力分析,考虑了管壁入流或出流的影响,得到水平井筒气液两相变质量流动分散泡状流向间歇流流型转变的判别方法。并分别应用气、液两相质量守恒方程和动量守恒方程,考虑管壁存在入流或出流对于分散泡状流流型压降的影响,得到水平井筒气液两相变质量流动分散泡状流流型的压降计算方法。     

多相增压泵气液两相流计算分析及试验研究

借助CFD软件,采用标准k-ε模型对N-S方程进行封闭计算,分析多相增压泵输送清水的水力性能,并进行样机试验测试对比。采用Eulerian模型求解,并分析输送含气率为30%的气液两相流时,增压泵流道、过流部件的速度、压力、气体体积分数及密度等分布规律。计算分析及试验结果表明:针对增压泵内部复杂三维流动的水力性能进行预测的数值模拟分析可靠; 气体对增压泵性能影响不利。气液两相流数值计算模拟表明:增压泵进、出口及均化器内部流速分布均匀; 均化器上侧气体体积分数较下侧多; 增压泵底部气液混合密度较上部大; 均化器及叶轮过渡处压力最低; 增压泵首级叶轮叶片旋转中心的工作表面的气体体积分数最大,次级叶轮工作表面的气体体积分数降低; 增压泵各级导叶叶片工作表面的气体体积分数相对均匀,首级导叶叶片靠近进水边的工作面附近的气体体积分数较高,次级导叶叶片靠近叶片旋转中心的工作面区域气体体积分数较高。     

三元复合溶液管流摩擦阻力试验研究

大庆油田进入了后期开发,部分区块采用三元复合驱油技术,强碱化学剂影响了井液性质,导致井内结垢严重,从而影响悬点载荷的大小。在不同流速和含碱量下,进行了三元复合溶液对杆、管环空内摩擦阻力影响的室内试验。试验结果表明,溶液流速和含碱量对杆管沿程阻力都有一定的影响。     

水平管内气液两相流研究

主要通过试验研究了水平管内两相流的流型、泡状流中所产生的气泡尺寸沿水平管径向的变化规律,以及气泡尺寸随试验参数的改变而变化的情况.     

各向异性油藏油水两相流水平井产能计算

基于油水两相稳定渗流理论,建立了油水两相流条件下考虑油藏渗流和井筒流动耦合的水平井产能计算模型,并考虑储层的各向异性,对产能计算模型进行了修正。分析表明,油藏各向异性程度越强,水平井产能越低,通过调整水平段与主渗透率方向的夹角能够提高水平井产能,当水平段垂直于主渗透率方向部署时,水平井的产能最高;实例计算表明所建立的模型对不同开发阶段油水两相流条件下水平井产能计算的精度较高,为高含水期水平井产能预测和优化设计提供了依据。     

基于侧钻水平井完井管柱的摩阻分析

分析并建立了弯曲井段的受迫弯由摩阻计算模型,对新疆百口泉油田百鸟18井、8607井完井管柱入井的井口栽荷进行了计算.计算结果表明,所建立的摩阻计算模型误差小于±10%,验证了模型的准确度.该模型具有改进完井管柱的设计、使完井管柱下入阻力减小、预测实钻井眼中完井管柱下入的可能性等优点.     

降摩阻扶正器在水平井大修中的应用

通过对水平井大修特点进行分析,阐述了水平井大修中钻柱安装降摩阻扶正器的效果,介绍了降摩阻扶正器的结构和原理。实际应用表明,水平井大修中,钻柱安装降摩阻扶正器对于降低钻柱扭矩、减少起下钻摩阻具有重要作用,可以降低钻具损耗、提高磨铣效率。     

油水两相水平管流流动特性分类系数研究

基于新的油水两相水平管流流型分类法,提出牛顿流体流动的流型分类系数Zn和牛顿-非牛顿流体流型分类系数Zc.Zn可用来粗略判断表现出牛顿流体性质的油水两相流的流型;Zc则可用来判断油水两相流能否出现非牛顿流体性质的流型.Zn与Zc虽然是在特定条件下只考虑流体流动主要影响因素得出的数值,但能够在一定程度上反应出油水两相水平管流的流型.     

多相管流中沿程摩阻系数分析

沿程摩阻系数是制约多相管流发展的关键,摩阻系数是压降计算的重要内容之一,其计算的准确性直接决定的压了压降计算的准确性,分散泡状流仅需用到气体或流体与管壁之间的相互作用,分层流,环状流和段塞流不仅用到气体或液体与管壁之间的相互作用,还要用到气液 面之间的相互作用,气体或液体与管壁之间的沿程摩阻系数可以采用单相流体沿程摩阻系数的计算方法,不同的流型,不同的流型,气液界面的摩阻系数计算方法不同。     

Experimental Research on Gas-Liquid Two-Phase Spiral Flow in Horizontal Pipe

In view of the importance of gas-liquid two-phase spiral flow and the few research reports at home and abroad,the gas-liquid two-phase spiral flow patterns have been researched in a horizontal pipe with different parameters investigated by means of observation and a high-speed camera.Since the appearance of spiral flow makes the distribution of twophase flow more complicated,the flow patterns appearing in the experiments were divided into the Spiral Wavy Stratified Flow(SWS),the Spiral Bubble Flow(SB),the Spiral Slug Flow(SS),the Spiral Linear Flow(SL),the Spiral Axial Flow(SA),and the Spiral Dispersed Flow(SD) by the observations and with reference to the predecessors’ research achievements.A flow pattern map has been drawn up.The influence of velocity,vane angle and vane area on flow pattern conversion boundary and pressure drop has been studied,with a solid foundation laid for the future research work.     

L管气液两相内流致振的流固耦合数值模拟

为研究气液两相混输管道的内流导致管道破坏的机理,利用ANSYS Workbench软件,建立L形弯管有限元模型和气液两相CFD模型,进行L形弯管内流致振的流固耦合数值模拟。研究结果表明:流体水平冲向弯头后动量发生改变,最大压力出现在弯角处;加载预应力的管道模态计算的频率比不加预应力的管道模态计算的频率略有增大,但幅度甚微;两相流动在垂直方向(y)上产生的振动最小,在水平方向(x)上的振动幅度次之,最大振动出现在没有固定约束的z方向;最大位移点应力随时间周期性变化,且变化幅度逐渐减小;两相流频率接近管道的2阶固有频率,易产生共振,因此应在z方向加固定约束。研究结果有助于解决海上平台管路振动问题。