段塞流捕集器是一種用于接收混輸管路中出現(xiàn)的段塞流的初級分離設備,通常布置于混輸管路末端,其作用在于消除段塞流和對油氣進行簡單分離的同時為下游提供穩(wěn)定輸送。我國對于該設備的研究和設計已經(jīng)有了較為成熟的發(fā)展,但是分離效率和經(jīng)濟性等方面仍存在不足。對此,本文深入研究了容器式和管式兩大類段塞流捕集器的工作原理和設計方法,旨在提高其分離效率的同時降低設備的成本,完成工作內(nèi)容如下:（1）以我國渤海A平臺和B平臺間的混輸管路運行參數(shù)為例,借助OLGA軟件建立了清管模型,將模擬結果與現(xiàn)場反饋的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn),模擬所得清管產(chǎn)生段塞量與實際較為吻合。（2）由于B平臺原有設備難以滿足生產(chǎn)需求,因此本文結合現(xiàn)場數(shù)據(jù)和清管模型所得清管最大段塞量,對于B平臺所需容器式段塞流捕集器進行了初步設計,參考前人總結的設計方法對方案進行優(yōu)化,借助FLUENT軟件分別設置了RSM模型、VOF模型和DPM模型對于16組模型進行了比選,最終在確保生產(chǎn)需求的情況下優(yōu)選成本最低的方案。（3）對于管式段塞流捕集器本文借助國內(nèi)已有的現(xiàn)場設備結合國內(nèi)外先進的研究成果提出了兩種優(yōu)化方案,建立模型以后借助FLUENT軟件設置了RSM模型和DPM... 

【文章來源】：西安石油大學陜西省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

水平管道氣液兩相流型（1）段塞流的成因

西安石油大學碩士學位論文2害的方法。圖1-1水平管道氣液兩相流型（1）段塞流的成因段塞流的成因較多，許多學者針對這一問題做了大量的研究，在諸多成果中被廣泛認可的成因為以下四種[6]：1）水動力段塞流通常氣液兩相流動在管路內(nèi)會以分層流的形式向前流動，但是由于氣液流速的變化而引起氣液界面形成波浪，當液體流量增大時界面上的波浪會因此變得更高，而氣體流量增大時又會引起界面上的波動變得劇烈，無論哪種情況導致了波浪觸及管路上部壁面，都會使氣體流通的部分堵塞而形成液塞，此時流型也由分層流轉化為了段塞流。2）地形起伏誘發(fā)段塞流管線的高程通常會因為管線跨度大而變化，如圖1-2所示，在管線低洼處的下坡段，液體借著下坡加速向低洼處流動，而低洼處后面的爬坡段會使液體形成倒流向低洼處聚集，當氣體流通部分被堵塞以后氣體壓力聚集形成了段塞流。由于我國許多混輸管線都建在地勢起伏的山區(qū)和海底，所以這種現(xiàn)象在國內(nèi)的混輸管路普遍存在[7]。圖1-2地形起伏誘發(fā)段塞流3）強烈段塞流強烈段塞流通常也被稱作嚴重段塞流[8]，其成因就是氣液從水平管向豎直管段流動

第一章緒論3時液體在立管底部聚集堵塞管路，此時液塞后方壓力隨時間推移而升高，當壓力大于液塞在立管中的靜壓力以后液塞開始上升，當液塞到達立管頂部時迅速排除出，如圖1-3所示，這個過程通常被歸納為四個步驟:（a）立管底部堵塞（b）立管排液（c）液塞加速（d）立管排氣。這種情況產(chǎn)生的段塞流通常會使流量增大至一般工況的數(shù)倍，一旦竄入下游設備中很有可能給設備帶來極大沖擊，因此對這種段塞流加以控制是很有必要的。圖1-3強烈段塞流形成過程4）操作引發(fā)段塞流這里提到的操作以開、閉閥門的操作和通球清管為主。值得一提的是對于長距離混輸管線來說，通球清管是一種有效的清理管路沿線積液的方法，但是因清管而形成的液塞長度往往是很大的，遠遠大于日常廠生產(chǎn)中其他方式才產(chǎn)生的段塞，其最大液塞量也與通球的頻率有關。（2）段塞流的危害段塞流的危害在上文也曾簡單的提過，具體來說主要集中為[9]：1）對混輸泵性能的影響。混輸泵是油氣混輸過程中最重要的設備之一，段塞流的存在會使混輸泵在交變荷載狀態(tài)下工作，比如當大段的氣相占據(jù)整個管道的時候混輸泵會處于一種“干轉”的工作狀態(tài)，如若時間過長則將導致嚙合螺桿過熱，降低混輸泵的使用壽命和工作效率。2）對特殊部件的影響�；燧敼苈分械牟考旧砭团c普通管路存在很大區(qū)別，這種區(qū)別主要體現(xiàn)在工況復雜而對要求的提高，與對管路的危害相似，由于波動的載荷，對部件造成更嚴重的沖擊，導致壽命降低或失效，給整個生產(chǎn)造成安全隱患。3）對下游工藝設備的影響。下游設備的載荷量往往存在一個區(qū)間，但是對于段塞流這種難以定性分析的流型，下游設備負擔可能忽高忽低，例如分離器的液位，當液體流量過大的時候輕者可能會導致氣體管路攜帶液量增大引起分離效果變差，重者則會引起

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]渤西油田QK18-1平臺多相流容器式段塞流捕集器優(yōu)化設計技術研究[D]. 吳畏.西南石油大學 2018
[2]油氣管式段塞流捕集器設計方法研究[D]. 曾婷婷.西南石油大學 2016
[3]彎管中段塞流的數(shù)值模擬[D]. 楊君.西安石油大學 2014
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[5]油氣混輸管路中段塞流特性的研究與控制[D]. 吳淵.西安石油大學 2012
[6]段塞流對線路沖擊影響的應力分析[D]. 邱湖淼.中國石油大學 2011
[7]管式液塞捕集器研制及性能測試研究[D]. 劉紅波.中國石油大學 2009



本文編號：3054170