水平管油氣水三相流動(dòng)特性模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文從數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)兩方面對(duì)水平管油氣水三相流動(dòng)過程中不同流型間流型轉(zhuǎn)換規(guī)律、油水物性參數(shù)計(jì)算方法和水平管內(nèi)流動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行了研究，并編制了油氣水三相模擬計(jì)算軟件。 對(duì)水平管油氣水三相流型間轉(zhuǎn)換機(jī)理進(jìn)行了深入分析，并通過理論推導(dǎo)，建立了油氣水三相流動(dòng)不同流型間轉(zhuǎn)換的預(yù)測(cè)模型，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行驗(yàn)證表明，其預(yù)測(cè)值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好。對(duì)影響油氣水三相流型間轉(zhuǎn)換的主要因素進(jìn)行了模擬和實(shí)驗(yàn)研究，得出了含油率、管徑、折算氣速

2、、折算液速等參數(shù)對(duì)不同流型間轉(zhuǎn)換的影響規(guī)律。 通過對(duì)傳統(tǒng)的理論綜合水力學(xué)模型進(jìn)行改進(jìn)，建立了求解管道內(nèi)氣液兩相流動(dòng)的簡(jiǎn)化的穩(wěn)態(tài)水力學(xué)模型。在簡(jiǎn)化模型中，綜合考慮壓力、氣相速度、液相速度和截面含氣率的關(guān)系，并同時(shí)采用亞當(dāng)姆斯預(yù)估-校正算法和龍格一庫塔算法進(jìn)行求解。從流體力學(xué)基本守恒定律出發(fā)，以雙流體模型為基礎(chǔ)，建立了氣液兩相流瞬態(tài)水力學(xué)模型，并對(duì)數(shù)學(xué)方程進(jìn)行特征化分析，針對(duì)數(shù)學(xué)方程的特點(diǎn)，采用迎風(fēng)隱式差分法對(duì)模型方程進(jìn)行離散，并利

3、用高斯消去法對(duì)離散方程進(jìn)行求解。 基于上述穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)水力學(xué)模型，編制了油氣水三相模擬計(jì)算程序，對(duì)穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)工況下各工藝參數(shù)的變化情況進(jìn)行了模擬研究，通過程序模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較說明，建立的氣液兩相流模型能夠較好的預(yù)測(cè)油氣水三相流動(dòng)過程中參數(shù)的變化規(guī)律。對(duì)油氣水三相流動(dòng)特性進(jìn)行了模擬和實(shí)驗(yàn)研究，得出了含油率、折算氣速、折算液速等參數(shù)對(duì)摩擦壓降和截面含氣率的影響規(guī)律。 利用油氣水三相模擬軟件對(duì)實(shí)際管線進(jìn)行了模擬研究，并將