石油大学--垂直管流实验

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1、中国石油大学采迪实验报告实验日期：_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)观察垂直井筒屮出现的各种流型，掌握流型判别方法：(2)验证垂直井简多和管流压力分布计算模型；(3)了解自喷及气举釆汕的举升原理。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a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檫损失，只有当气液两相的流速很高吋(如环雾流型)，才考虑动能损失。在垂直井简中，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

2、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随着气-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，一般汕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，用阀门控制井筒屮的气、水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的宥机玻璃管中观察相/.、v:的流型。三、数据处理(1)基本参数:D=30mmh=6.Ompg=l.29kg/mPi=1000kg/m'o=0.072mN/me=4.57*10mvs=

3、0.244m/s(2)实验测得的数据：序号Pwf/MPaPt/MPaPr/MPaQg/(m'/h)LQ../LT/s流型10.0760.0260.153750.5710段塞流20.1160.0660.163800.3310段塞流30.0960.0500.1353800.3710段塞流40.1030.0540.1453800.3810段塞流50.1080.0600.153800.3810段塞流60.1050.0600.153200.4010段塞流70.1020.0500.1553200.4410段塞流80.1090.0580.143150.2910段塞流90.1030.0480.1452

4、950.3710泡状流100.0990.0450.143000.3710泡状流110.1000.0440.1453700.4210泡状流120.0750.0160.1355400.6710段塞流130.1210.0740.1456100.2810段塞流14

5、0.1310.0960.1459000.2010段塞流150.0970.0400.1353400.4510泡状流(3)计算举例：以第14组数据为例：知==150X心Q.Z9x=0.20x19^m玄/sr3=^=⑽r■離W=醐始x0.03sLa=遲一壓一"7二腑=-,4⑽13Lttf.VO取1^:0.13£?^%2.50XIO-4=?

6、7+?F=(2,50+0.2ff)X10-^=0,93>ilff=5,132.50x10-410007.06SX10^k9.8XR072XlQ-?12.211^=50+36T7—=5(?+36X12.21X=85.16虹么k—由此可推出：&5认。根据流型判别方法(奥齐思洋斯基方法)计算第二组数据属丁段塞流，实验观察现象也为段塞流，验证流型判别方法(奥齐思泽斯基方法)的正确性。注意事项(1)不要踩踏地面的各种管道；(2)操作自喷井模拟器吋要注意稳压罐屮的液位，不要打空或溢出;(3)观察的浮子流量计和压力表示数应读取测量吋间

7、Aj的平均值；(4)浮子流量计的单位和流量积算仪的单位；(5)注

8、意流量积算仪的清零方法。五、思考题1、简述乘直井筒中各种流型的特征。答：(1)纯液流：当井筒压力大于饱和压力吋，天然气溶解在原油屮产液呈申相液流。(2)泡流：气体是分散相；液体是连续相；气体主耍影响混合物的密度，对摩擦阻力的影响不大；滑脱效应比较严重。(3)段塞流：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小，摩檫损失变大。(4)环流：气液两相都是连续相；气体举油作用主要是靠摩擦携带；滑脱损失变小，摩擦损失变大。(5)雾流：气体是连续相，液体是分散相：气体以很高的速度携带液滴喷出井口；气、液之问的和对运动速度很小；气和是整个流动的控制因素。2

9、、简述段塞流的特征？答：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用：滑脱损失变小，摩擦损失变大。3、简述滑脱和滑脱损失的概念？答：(1)滑脱：在气-液W和管流中，由于气体和液体之问的密度差而产生气体超越液体流动的现象。(2)滑脱损失：滑脱损失是指在气液两相流中，屮于气液密度的差异，而出现的气体超越液体的现象，使气体对液体的举升效率降低，从而产生的举升能量损失称为滑脱损失。4、简述油井垂直多相管流的压力损失主要由哪