垂直管流实验.doc

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1、中国石油大学采油工程实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：垂直管流实验一、实验目的(1)观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法；(2)验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型；(3)了解自喷及气举采油的举升原理。二、实验原理在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时(如环雾流型)，才考

2、虑动能损失。在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力损失也可以忽略。所以，总压降的通式为：式中：-重力压降；-摩擦压降；-加速压降。在流动过程中，混合物密度和摩擦力沿程随气-液体积比、流速及混合物流型而变化。油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。三

3、、井筒各种流型的特征油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。纯液流时无气体分出，无滑脱现象。泡流的特征如下：气体是分散相，液体是连续相；气体影响混合物的密度，但对摩擦阻力的影响很小。段塞流的特征如下：气体呈分散相，流体呈连续相；一段气一段液体交替出现；气体不断膨胀，气体的膨胀能得到很好的发挥和利用；油气之间的相对运动比泡流小，且滑脱也小。环流的特征是：气液两相都是连续；气体的举油作用主要是靠摩擦携带。雾流的特点是：气体是连续相，液体是分散相；气体以很高的流速携带液滴喷出井口；

4、气、液直接的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。四、数据处理（1）实验原始数据记录：表一垂直管流实验原始数据表序号Pwf/MPaPt/MPaPr/MPaQg/(m3/h)∑QL/LT/s流型10.0630.0140.1708750.1010段塞流20.0640.0150.1758250.1810段塞流30.0640.0150.1808100.4110段塞流40.0840.0290.1807000.5410段塞流50.0680.0250.1657750.7110段塞流60.0530.0060.165

5、8200.8710段塞流70.0550.0040.1708101.0110段塞流80.0810.0280.1757501.1210段塞流计算所需参数：（2）数据处理：以第1组数据为例，计算如下所示：所以，取：因为：所以，根据奥齐思泽斯基方法判别流型，查《采油工程原理与设计》课本中的表1-3，可以确定第一组数据的对应的流态为段塞流，与实验观察结果一致。五、思考题：1、简述段塞流的特征？答：段塞流的特征如下：（1）气体呈分散相，流体呈连续相；（2）一段气一段液体交替出现；（3）气体不断膨胀，气体的膨胀能得到很

6、好的发挥和利用；（4）油气之间的相对运动比泡流小，且滑脱也小。2、简述滑脱和滑脱损失的概念？答：滑脱是指在井筒内气液共同流动时，由于密度差异，气体流速大于液体流速的现象；滑脱损失是指因滑脱而产生的附加压力损失。3、简述油井垂直多相管流的压力损失主要由哪几部分组成？答：主要由克服重力损失、摩擦阻力损失、动能变化所造成的损失等几部分组成。六、心得体会：