含气塞管路扫水过程的水力学分析

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1、2013管道技木设各2013第6期PipelineTechniqueEquipmentNo．6含气塞管路扫水过程的水力学分析赵广慧，赵洪瑞，魏秦文。，王玮，梁政(1．西南石油大学机电工程学院，四川成都610500；2．中国石油天然气管道科学研究院，河北廊坊065000；3．油气管道输送安全国家工程实验室，河北廊坊065000)摘要：在新建长输天然气管道水压试验后的通球扫线过程中，由于地形变化剧烈、泄漏等原因，使得清管器下游的水流中包含气塞。为了评估气塞对扫水过程的影响，耦合考虑了清管器、气塞段和液塞段的运动，建立通球扫水过程的力学模型，研究扫水过程中气塞的状态及其对清

2、管器运行速度的影响。结果表明：清管器运行速度的变化主要与管线的高程相关，气塞的长度在高程剧烈变化区段产生很大的变化，对清管器的运行产生冲击，气塞的存在是扫水过程不稳定的重要原因。关键词：长输天然气管道；清管器；扫水；气塞段；水力学分析中图分类号：TE8文献标识码：A文章编号：1004—9614(2013)06—0042—03HydraulicsAnalysisofPiggingforGasPipelinewithAir—lockZHAOGuang．hui，ZHAOHong．rui，WEIQin．wen，WANGWei。，LIANGZheng(1．Mechatronic

3、EngineeringCollege，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China；2．PipelineResearchInstituteofCNPC，Langfang065000，China；3．NationalEngineeringLaboratoryforPipelineSafety，Langfang065000，China)Abstract：Afterthewaterpressuretestingoflong—distancegaspipelines，duetothedramaticchangeofthete

4、rrainandtheleakageandotherreasons，thedownstreamwaterismadetocontaingasslugsegments．Tostudytheparametersimpactbytheairlocksegmentinthecleaning，intheprocessofcoupling，considerationisgiventothegasslugsegmentandthemovementoftheliquidslugsegment．Themechanicsmodelofcleaningisbuilt．Theresultss

5、howthatthepipelineelevationaffectsthepigrunningspeed，andthegasslugsegmentacceleratesthepiggingspeedinthelowerareasandslowsdownatthetopoftheslopandthereisabigchangeofthepressureofthegasslugsegmentwhentheelevationchanges．Keywords：long—distancegaspipeline；pig；liquidslug；airslug；hydraulican

6、alysis0引言气液两相模型，分析清管器的运动过程并进行相关的在长输管道试压后的扫水过程中，清管器下游的水力学计算。充水段在某些情况下会有气体泄漏进管道内，形成段文中耦合考虑了清管器、气塞段和液塞段的运塞流，段塞流具有强烈的间歇性，产生的冲击载荷会动，建立了含气塞段的充水管路在清管器扫水过程的损坏管道和各部件uJ。王鑫等建立了加速压降的段力学模型，研究了气塞长度和气塞所在位置对清管器塞流跟踪改进模型，从实验和数值计算两方面详细研运行速度及其下游压力分布的影响，得到了气塞段长究了液塞长度的演化规律，说明液塞长度的变化主要度在扫水过程中沿水平里程的变化情况。受大气泡尾波

7、作用控制，但没有进一步研究段塞流对1清管器扫水过程力学模型管道的影响及危害J。何利民等通过多相流试验环长输油气管道在试压后的扫水过程如图1所示。道进行了段塞流的清管通球试验，测试了通球清管过空压机向管道内注人高压空气，推动清管器向下程中管道内各点的压力变化和清管运动的速度与压游运动，从而推动下游含气塞段的水从排水口排出。降等参数，进行了数据分析，但并没有运用理论系统在建立清管器扫水过程的力学模型中假设：地分析原因J。文献[6—8]建立了管道清管的瞬态(1)清管器下游的水是不可压缩的理想正压流体；基金项目：国家自然科学基金项目(11102173)；省部