垂直管流實(shí)驗(yàn)

中國石油大學(xué)采油工程實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期：成績：班級：學(xué)號：姓名：教師：同組者：垂直管流實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠^察垂直井筒中出現(xiàn)的各種流型，掌握流型判別方法；驗(yàn)證垂直井筒多相管流壓力分布計(jì)算模型；了解自噴及氣舉采油的舉升原理。二、實(shí)驗(yàn)原理在許多情況下，當(dāng)油井的井口壓力高于原油飽和壓力時(shí)，井筒內(nèi)流動著的是單相液體。當(dāng)自噴井的井底壓力低于飽和壓力時(shí)，則整個(gè)油管內(nèi)部都是氣-液兩相流動。油井生產(chǎn)系統(tǒng)的總壓降大部分是用來克服混合物在油管中流動時(shí)的重力和摩擦損失，只有當(dāng)氣液兩相的流速很高時(shí)(如環(huán)霧流型)，才考慮動能損失。在垂直井筒中，井底壓力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力損失也可以忽略。所以，總壓降的通式為：△P總=AP+AP+AP式中：A?-重力壓降；APr-摩擦壓降；Ap-加速壓降。在流動過程中，混合物密度和摩擦力沿程隨氣-液體積比、流速及混合物流型而變化。油井中可能出現(xiàn)的流型自下而上依次為：純油流、泡流、段塞流、環(huán)流和霧流。除某些高產(chǎn)量凝析氣井和含水氣井外，一般油井都不會出現(xiàn)環(huán)流和霧流。本實(shí)驗(yàn)以空氣和水作為實(shí)驗(yàn)介質(zhì)，用閥門控制井筒中的氣水比例并通過儀表測取相應(yīng)的流量和壓力數(shù)據(jù)，同時(shí)可以從透明的有機(jī)玻璃管中觀察相應(yīng)的流型。

三、井筒各種流型的特征油井中可能出現(xiàn)的流型自下而上依次為：純油流、泡流、段塞流、環(huán)流和霧流。純液流時(shí)無氣體分出，無滑脫現(xiàn)象。泡流的特征如下：氣體是分散相，液體是連續(xù)相；氣體影響混合物的密度，但對摩擦阻力的影響很小。段塞流的特征如下：氣體呈分散相，流體呈連續(xù)相；一段氣一段液體交替出現(xiàn)；氣體不斷膨脹，氣體的膨脹能得到很好的發(fā)揮和利用；油氣之間的相對運(yùn)動比泡流小，且滑脫也小。環(huán)流的特征是：氣液兩相都是連續(xù)；氣體的舉油作用主要是靠摩擦攜帶。霧流的特點(diǎn)是：氣體是連續(xù)相，液體是分散相；氣體以很高的流速攜帶液滴噴出井口；氣、液直接的相對運(yùn)動速度很?。粴庀嗍钦麄€(gè)流動的控制因素。四、數(shù)據(jù)處理（1）實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄:表一垂直管流實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)表序號Pwf/MPaPt/MPaPr/MPaQ/(m3/h)跆/LT/s流型10.0630.0140.170——g8750.1010段塞流20.0640.0150.1758250.1810段塞流30.0640.0150.1808100.4110段塞流40.0840.0290.1807000.5410段塞流50.0680.0250.1657750.7110段塞流60.0530.0060.1658200.8710段塞流70.0550.0040.1708101.0110段塞流80.0810.0280.1757501.1210段塞流計(jì)算所需參數(shù):h-6.0mD-30mmP-1.29kg/mh-6.0mP-1.29kg/m3PL-1000kg/m3v-0.244m/sq-0.072mN/m￡-4.57x10-5m（2）數(shù)據(jù)處理:以第1組數(shù)據(jù)為例，計(jì)算如下所示：q2.35x10-4m3/s1000x36001000x3600q!工X10-3=T010X10-3=0.1X10-5m3/s10qq―=g——qq+q2.35x10-42.35x10-4+0.1x10-5=0.996=qfP\□=予IigA"g%p2.36x10-4(1000)x冗D2"9.8X0.072X10-3J=0.346m/sqg+q】=2.35x10-4+0.1x10-5=2.36x10-4=0334”兀.X0.03240.7277c2=1.071D03342=1.071-0.7277x=-1.635<0.130.03所以，?。篖B=0.13L=50+36^匕=50+36x0.346x0.1X10-5=50.01Sgq2.35X10-4L=75+84苻紅)0.75=75+84x(0.346x0.1X10-5)0.75=75.63mgq2.35x10-4q因?yàn)椋海?0.996>Lb=0.13,□=0.346<L‘=50.01qt錯(cuò)誤！未找到引用源。所以，根據(jù)奧齊思澤斯基方法判別流型，查《采油工程原理與設(shè)計(jì)》課本中的表1-3,可以確定第一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)的流態(tài)為段塞流，與實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果一致。五、思考題：1、簡述段塞流的特征？答：段塞流的特征如下：（1）氣體呈分散相，流體呈連續(xù)相；（2）一段氣一段液體交替出現(xiàn)；(3)氣體不斷膨脹，氣體的膨脹能得到很好的發(fā)揮和利用；(4)油氣之間的相對運(yùn)動比泡流小，且滑脫也小。2、簡述滑脫和滑脫損失的概念？答：滑脫是指在井筒內(nèi)氣液共同流動時(shí)，由于密度差異，氣體流速大于