【正文】 n 8 .5 5 sin 3 .6 9 5Lw g w LN N N??? ? ? ? ?? ， 沖擊流－環(huán)狀流間轉(zhuǎn)型相關式 var? ?? ?0 . 3 2 9SM 1 0 e x p 1 .4 0 1 2 .6 9 4 0 .5 2 1g w L LwN N N? ? ?? ， 氣泡流－沖擊流轉(zhuǎn)型相關式 0??? ? ? ?BS 20 .4 3 1 1 .1 3 2 si n 3 .0 0 31 0 e x p 1 .1 3 3 l g si n 0 .4 2 9 l g si nLgwL w L wNN NN???????? ??????? ， 分層流邊界相關式 0??? ? 2ST 2 1 7 7 si n 210 e xp 3 l g 5 si ngw LLwgwNNNN??? ? ??????????礦場集輸管路 儲運工程系 62 2022/2/12 070? ??礦場集輸管路 儲運工程系 63 2022/2/12 實驗結(jié)論 ? 時 ， 為環(huán)狀流 ， 時為彌散流； ? ， 不管傾角多小 ， 實驗中沒有觀察到分層流現(xiàn)象 ，當 時為氣泡流 ， 否則是沖擊流； ? 管路下傾時常遇到分層流或氣泡流； ? 時， 液相粘度對流型的轉(zhuǎn)變都有較大的影響； var?? SMgw gwNN? %1?LR0??BSLw LwNN?礦場集輸管路 var??儲運工程系 64 2022/2/12 ? 下傾管，在 0～ 30度范圍內(nèi)下傾角越大分層流范圍越大，超過 30度下傾角越大分層流范圍越??； ? 液體流量為定值時， 時氣泡流轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊流的氣體流量比 時要大得多； ? 液體流量為定值時，上傾角愈小，由氣泡流轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊流的氣體流量愈小。 礦場集輸管路 0??0??儲運工程系 65 2022/2/12 持液率相關式 ? ?????????????65242321 s i ns i ne x p CLwCgwLL NNNCCCCH ??C1～ C6— 系數(shù)，根據(jù)傾角和流型可查。 礦場集輸管路 儲運工程系 66 2022/2/12 壓降相關式 ?高程壓降 ?加速壓降 ?摩阻壓降 – 氣泡流和沖擊流 – 分層流 – 環(huán)狀流 按均相流計算并修正 ???? s i nlgp h ?pdpwwp sga?? ?dlwp HHf 22 ???? ?? ?? ? ? ? ?????? s i nggLLgwLgwg AAsdsdldpA ??????礦場集輸管路 儲運工程系 67 2022/2/12 管路起伏對兩相管流的影響 ? 對流型的影響 ? 上坡段舉升氣液混合物所消耗的能量在下坡段不能完全回收 ， 有能量的損失 上坡能量消耗 下坡能量回收 下坡 ， 由于重力和浮力的作用 又 ， 使得下坡回收的能量不能完全補償上坡的能量消耗 ， 帶來能量的損失 ? ?L L gH g Z? ? ??? ?L L gH g Z? ? ?? ? ??,LLHH ??????Lg????礦場集輸管路 儲運工程系 68 2022/2/12 弗萊尼根的結(jié)論 ? 管路下坡段回收的能量比上坡段舉升流體所消耗的能量小得多 ， 可以忽略； ? 上坡段由高差所消耗的壓能與兩相管路的氣相表觀流速呈反比 ， 表觀流速趨于零時 ， 高程附加壓力損失最大； ? 由爬坡所引起的高程附加壓力損失與線路爬坡高度之總和成正比 ， 和管路爬坡的傾角 、 起終點高差無關 。 礦場集輸管路 儲運工程系 69 2022/2/12 弗萊尼根關系式 h e LP F g Z?? ? ? ? ?1sge wF ??起伏管路的總壓降 =水平管路壓降 +起伏附加壓降 礦場集輸管路 儲運工程系 70 2022/2/12 段塞流分類 ?水動力段塞流：管內(nèi)氣、液表觀流速處于流型圖段塞流范圍內(nèi)誘發(fā)的段塞流。 ?地形起伏段塞流：由于液相在管路低洼處積聚、局部堵塞氣體通道而誘發(fā)的段塞流。常在較低氣、液流量下發(fā)生。 ?強烈段塞流：在出油管 — 立管系統(tǒng)中，若出油管為下傾管，管內(nèi)氣液流量很小并呈分層流時，將發(fā)生強烈段塞流。 礦場集輸管路 儲運工程系 71 2022/2/12 水動力段塞流誘發(fā)機理 波峰處，氣體流速增大，局部壓力比上、下游的壓力低。在壓差的作用下，波浪有增高的趨勢，由此誘發(fā)段塞流。 礦場集輸管路 儲運工程系 72 2022/2/12 地形起伏段塞流誘發(fā)機理 下坡管段為分層流。下坡段的液體流向管路低洼處，低洼處下游上坡段的液體因重力而倒流，使管道低洼處液體積聚。在局部堵塞的管道低洼處，氣體流通面積減小，氣體流速增大，氣體帶液能力增強，使上坡段的含液率大幅增加，由此上坡段形成段塞流。 礦場集輸管路 儲運工程系 73 2022/2/12 強烈段塞流形成機理 強烈段塞流具有周期性，一個周期內(nèi)有四個過程： ?立管底部堵塞（出油管分層流，氣體流速小，沒有足夠的能量帶液通過立管 ,液體在立管底部不斷積累，液位不斷增高，出油管壓力不斷增大。） ?立管排液（當出油管壓力大于立管液柱靜壓時，氣頂液柱向上運動。） ?液塞加速（液柱靜壓減小，氣體推動下液體加速流出，排液量達到峰值） ?立管排氣（液柱全部排出后，氣體快速排出） 之后，氣體流速減小，出油管壓力快速下降，下降到一定程度又開始新一輪循環(huán)。 出油管壓力的周期變化 礦場集輸管路 儲運工程系 74 2022/2/12 強烈段塞流的判斷準則 s L s gLpwwgL??? 由強烈段塞流形成過程分析， 出油管下傾 、 管內(nèi)氣體流量很小 和 氣液呈分層流動 是產(chǎn)生強烈段塞流的前提。 出油管壓力 出油管長度 出油管傾角 礦場集輸管路 儲運工程系 75 2022/2/12 強烈段塞流的抑制 ?設計： 減小立管直徑 ，增加出油管壓力和立管內(nèi)的氣液流速 ?增加附加設備： – 立管底部注氣 – 采用海底氣液分離器或海底液塞捕集器 – 在海底或平臺利用多相泵增壓 – 立管頂部節(jié)流 礦場集輸管路 儲運工程系 76 2022/2/12 ?正常生產(chǎn) 中定期清管是提高管路輸送效率的有效措施，清管頻率與管路終端設備的處理能力有關。 ?管路 竣工階段 ，清除雜質(zhì)，還可為管內(nèi)壁涂層。 ?天然氣管路 投產(chǎn)前 需用清管器配合干燥劑進行管路干燥。干燥的方法有三種： – 用液氮干燥管路（超低溫的液氮有很強的吸水能力） – 用干空氣干燥管路（露點低于 60℃ 的干空氣） – 用甲醇干燥管路 清管 礦場集輸管路 儲運工程系 77 2022/2/12 磨蝕 mCw??C— 經(jīng)驗常數(shù)，無固體顆粒、有內(nèi)壁防腐措施、連續(xù)運行管路取 122；間歇運行管路取 152。 磨蝕速 度 試驗表明，當多相管流中混合物的流速超過磨蝕速度時將發(fā)生管內(nèi)壁磨蝕。 礦場集輸管路