近水平管内低含液量气油水三相流动模型研究

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1、ⅢY¨¨ii●■_舢8Ⅲ7唧6¨川j●I川7呻2StudiesontheModelsfortheLow—Liquid—LoadingGas—-Oil．-WaterThreePhaseFlowinNear-HorizontalPipesAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhouZhongqiangSupervisor：Prof．LiYuxingCollegeofPipelineandCivilEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChi

2、na)关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学(华东)或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：!虱生三墼日期：矗。r／年j-月，护日学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学(华东)有权使用本学位

3、论文(包括但不限于其印刷版和电子版)，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门(机构)送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：!虱主堕日期：>lt年．f一月?D日指导教师签名：日期：沙却年f月；6日摘要在石油天然气工业中，低含液量气一油．水三相流动广泛存在于湿气管道中，是三相流动的典型现象之一。湿气输送管道内经常含有水和碳氢化合物冷凝液

4、，这些液体会诱发低含液量三相流动，少量冷凝液的存在会导致沿管路的压降明显增加。工程实际中的截面含液率是决定清管频率和设计接收装置的重要因素。对于选择合适的管道尺寸和材料，精确地进行压力梯度预测也是非常重要的。因此，在湿气输送过程中，研究低含液量气．油．水三相流动的流动特性是非常重要的。对于近水平管内低含液量气．油一水三相流动，本文建立了以气相、油相以及水相动量方程为基础的控制方程，并对控制方程的各个计算参数，给出相应的计算闭合关系式，从而建立完整的近水平管内低含液量气．油．水三相流动模型。根据近水平管内低含液量气．油．水三相流型实验观察

5、结果，分析各个流型的流动特性，从而提出了适用于低含液量的三相流型划分方法，以气．液流型为主，对油．水流型进行划分，并给出相应的判断准则。结合实验数据，根据已建立的近水平管内低含液量气．油．水三相流动模型，对闭合关系式进行优化选择，主要进行了气．壁摩擦因子、气．油界面摩擦因子以及气．液界面形状的筛选或优化。通过对比分析，本文建立了气．油界面摩擦因子组合关系式，并对于气．液水平界面适用范围给出相应的结论。通过将计算模型与实验数据进行对比分析，对本文所提出来的流型判断准则进行验证分析，并分析流型的分布范围。同时，对于计算模型得到的截面含液率以

6、及压力梯度进行了验证分析。由对比结果可以看出，流型判断较准，计算模型的压力梯度计算精度较高，偏差较小，说明本文模型的适用性较好。本文在模型研究的基础上，对普光气田集输管网的运行数据进行了分析预测，根据普光气田清管的前半个周期内的管线运行参数进行了验证分析，从而对于计算模型的现场应用效果给出相应的评价，说明了本文所建立的计算模型在实际应用中具有较好的可靠性，可以较好的应用于实际工程的压降预测。关键词：近水平管，低含液量，三相，截面含液率，压力梯度StudiesOiltheModelsfortheLow—-Liquid-LoadingGas

7、--Off--WaterThreePhaseFlowinNear-HorizontalPipesZhouZhongqiang(Oil&GasStorageandT}ansportationEngineering)DirectedbyProfessorLiYuxingAbstractLow-liquid-loadinggas-oil-waterflow，whichexistswidelyinwetgaspipelines，isoneofthetypicaloccurrencesofthree-phaseflowintheoilandgas

8、industry．Wetgastransportationpipelinesoftencontainwaterandhydrocarboncondensates，whichleadtotheoccurren