油氣混輸知識(shí)簡(jiǎn)介

油氣混輸知識(shí)簡(jiǎn)介內(nèi)容油氣混輸管路簡(jiǎn)介1兩相管流的基本術(shù)語(yǔ)2兩相管路的特點(diǎn)3兩相管路流型分類4垂直氣液兩相管路流型分類5用一條管路輸送一口或多口油井所產(chǎn)的原油及其伴生氣的管路稱為油氣混輸管路。

原油礦場(chǎng)集輸系統(tǒng)中，原油及伴生氣的沿管流動(dòng)，主要屬于氣液兩相流動(dòng)，由于油井產(chǎn)物中常含有水和砂子，因此，還應(yīng)包括液—液（油、水）、液—固（油、水和砂）流動(dòng)和液－氣—液（油、氣、水）等復(fù)雜的多相流動(dòng)。油氣混輸管路簡(jiǎn)介兩相管流基礎(chǔ)術(shù)語(yǔ)

“相”通常指某一系統(tǒng)中具有相同物理、化學(xué)性質(zhì)的均勻物質(zhì)部分，各相間具有明顯可分的界面。氣—固兩相流氣—液兩相流液—固兩相流液—液兩相流氣液混輸管路的流動(dòng)參數(shù)1、質(zhì)量流量和體積流量質(zhì)量流量

式中M—混輸管路的質(zhì)量流量，kg/s；

Ml—液相的質(zhì)量流量，kg/s；

Mg—?dú)庀嗟馁|(zhì)量流量，kg/s。體積流量式中Q—混輸管路的體積流量，m3/s；

Ql—液相的體積流量，m3/s；

Qg一氣相的體積流量，m3/s。M=Mg+Ml2、流速在混輸管路內(nèi)，氣液相所占的流通面積分別為Ag和Al，則氣相速度(m/s)液相速度(m/s)3、兩相混合物的密度

流動(dòng)密度表示單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)截面的兩相混合物的質(zhì)量與體積之比,常用來(lái)計(jì)算氣液混合物沿管路流動(dòng)時(shí)的摩阻損失，即兩相管路的特點(diǎn)與單相管路相比，油氣管路有如下流動(dòng)特點(diǎn)：流型變化多，流動(dòng)不穩(wěn)定；存在相間能量損失，管線中有液相的積聚；流動(dòng)規(guī)律復(fù)雜，流動(dòng)阻力大。根據(jù)氣液兩相的分布情況和結(jié)構(gòu)特征，把兩相管路分成若干流型。根據(jù)油氣性質(zhì)、油氣比、管徑及其他條件的不同，埃爾烏斯根據(jù)他本人和其他學(xué)者所觀察到的氣液兩相在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況，把兩相管路的流型分為分為氣泡流、氣團(tuán)流、分層流、波浪流、沖擊流（段塞流）、不完全環(huán)狀流、環(huán)狀流、彌散流等八種流態(tài)。兩相管路的流型分類（a）氣泡流；（b）氣團(tuán)流；（c）分層流；（d）波浪流；（e）沖擊流；（f）不完全環(huán)狀流；（g）環(huán)狀流；（h）彌散流氣泡流在單相液體流動(dòng)的水平透明管里加入并逐漸增加氣體量，所觀察到的流型變化為：1）氣泡流（Bubble）：當(dāng)氣液混合物內(nèi)的含氣量不多時(shí)，氣體以氣泡形式濃集于管子上部。氣液間的界面張力力圖使氣泡呈球形。氣泡以與液體相等的速度或略低于液體的速度沿管運(yùn)動(dòng)。兩相管路以氣泡流型穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，一般無(wú)明顯的壓力波動(dòng)。氣團(tuán)流

2）氣團(tuán)流（Pulg）：隨著氣量的增加，形成較大的氣團(tuán)，在管路上部同液體交替地流動(dòng)。分層流

3）分層流（Stratified）：再增多氣體量，氣團(tuán)連成一片成為連續(xù)氣相。氣液間具有較光滑的界面，相速度有較大的差別。以分層流型穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，管路也無(wú)明顯的壓力波動(dòng)。波浪流

4）波浪流（Wavy）

：氣體量進(jìn)一步增加，氣體流速提高，在氣液界面上吹起與行進(jìn)方向相反的波浪。以波浪流型運(yùn)行的管路有輕微的壓力波動(dòng)，其波動(dòng)頻率較高。

段塞流

5）段塞流（Slug）

：又稱沖擊流。氣體流速更大時(shí)，波浪加劇，其波峰不時(shí)高達(dá)管頂，形成液塞，阻礙高速氣流的通過(guò)。以沖擊流型工作時(shí)，其振動(dòng)和水擊現(xiàn)象最為明顯，管路壓力有很大波動(dòng)，但振動(dòng)頻率較小。不完全環(huán)狀流

6）不完全環(huán)狀流（Semi-Annular）

：氣量繼續(xù)提高，要求管路有更大的面積供氣體通過(guò)。氣流將液體的斷面壓縮成新月形，管路頂部的液層很薄而底部的液層較厚，形成不同心的環(huán)狀流。環(huán)狀流

7）環(huán)狀流（Annular）

：隨著氣流速度的進(jìn)一步提高，不同心環(huán)狀液層變薄，形成環(huán)狀流。氣體攜帶著液滴以較高的速度在緊挨管壁的環(huán)狀液層的中心通過(guò)。彌散流

8）彌散流（Spray）

：當(dāng)氣體的流速更大時(shí)，環(huán)狀液層被氣體吹散，以液霧的形式隨高速氣流向前流動(dòng)。垂直氣液兩相管路流型1．流型分類垂直管與水平管內(nèi)流型的最大差別是：垂直管內(nèi)不出現(xiàn)分層流和波浪流。在垂直管中氣液兩相混合物向上流動(dòng)時(shí)，一般為大家所公認(rèn)的典型流型有（1）泡狀流（2）段塞流（3）過(guò)渡流（攪動(dòng)流）（4）環(huán)霧流，如圖3-4所示。

流型分類

（1）泡狀流當(dāng)氣液兩相混合物中的含氣率較低時(shí)，氣相以分散的小氣泡分布于液相中，在管子中央的氣泡較多，靠近管壁的氣泡較少，小的氣泡都近似球形。氣泡的上升速度大于液體流速，而混合物的平均流速較低。泡狀流的特點(diǎn)是：氣體為分散相，液體是連續(xù)相；氣體主要影響混合物密度，對(duì)摩阻的影響不大，而滑脫現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

（2）段塞流(兩相流中舉升效率最高的流型)

當(dāng)混合物繼續(xù)向上流動(dòng)，壓力逐漸降低，氣體不斷膨脹，含氣率增加，小的氣泡相互碰撞聚合而形成大的氣泡，其直徑接近于管徑。氣泡占據(jù)了大部分管子截面，形成一段液一段氣的結(jié)構(gòu)。氣體段塞形狀像炮彈，其中也攜帶有液體微粒。在兩個(gè)氣段之間，是夾雜小氣泡向上流動(dòng)的液體段塞。這種彈狀氣泡舉升液體的作用很像一個(gè)破漏的活塞向上推進(jìn)。在段塞向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，彈狀氣泡與管壁之間的液體層也存在相對(duì)流動(dòng)，稱液體回落。

（3）過(guò)渡流（攪動(dòng)流）液相從連續(xù)相過(guò)渡到分散相，氣相從分散相過(guò)渡到連續(xù)相，氣體連續(xù)向上流動(dòng)并舉升液體到一定高度，然后液體下落、聚集，而后又被氣體舉升。這種混雜的