氣田開發(fā)經(jīng)常采用濕氣集輸方案。針對濕氣輸送管道出現(xiàn)的積液問題,基于分層流最小界面剪切應(yīng)力準(zhǔn)則,利用氣液平界面分層流液膜區(qū)的速度分布規(guī)律,建立了求解積液臨界氣速的新機理模型。由分層流液膜區(qū)的流場描述和氣相動量方程得到氣液界面剪切應(yīng)力的表達式;利用界面剪切應(yīng)力函數(shù)曲線特性,可以通過界面剪切應(yīng)力關(guān)于持液率求導(dǎo)獲得臨界氣速。以不同文獻中收集的臨界氣速實驗數(shù)據(jù),對新模型和其他具有代表性的濕氣管道積液模型進行驗證對比,表明新模型的預(yù)測精度要優(yōu)于其他模型。 

【文章來源】：化工學(xué)報. 2020,71(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

持液率多解區(qū)

Brito[27]將最小界面剪切應(yīng)力模型從環(huán)狀流擴展到了分層流，并認同最小界面剪切應(yīng)力左側(cè)對應(yīng)穩(wěn)定流，右側(cè)對應(yīng)不穩(wěn)定流的觀點。本文對穩(wěn)定區(qū)與不穩(wěn)定區(qū)的劃分也是如此。Brito[27]通過窮舉的算法尋找最小界面剪切應(yīng)力對應(yīng)的臨界氣速。Brito模型的不足是通過Blasius經(jīng)驗關(guān)系式來計算液壁剪切應(yīng)力，因為Kowalski[28]測量氣液兩相分層流壁面剪切應(yīng)力的實驗顯示：氣壁剪切應(yīng)力與Blasius關(guān)系式吻合得較好，但液壁剪切應(yīng)力與Blasius關(guān)系式明顯不符。2 模型建立

石油工業(yè)濕氣管道的管徑一般在2"以上，例如我國某頁巖氣開發(fā)采氣管線公稱直徑為DN65，濕氣集輸管道的最大管徑為DN550。Fan[29]在3"管道的低液相負荷氣液兩相流動的實驗中觀察到氣液界面是接近水平的。鄧道明等[30]曾建立高壓大管徑天然氣兩相流動計算模型，通過將模型計算結(jié)果與生產(chǎn)數(shù)據(jù)比較，認為平界面分層流模型與高壓大直徑天然氣管道工藝計算更為貼合。這里假設(shè)分層流的界面為水平界面，即管道橫截面液膜分布如圖3所示。利用Biberg[31]基于雙極坐標(biāo)系導(dǎo)出的液相速度分布解析式，將分層流界面剪切應(yīng)力最小作為積液判據(jù)，建立新的濕氣管道積液預(yù)測模型。2.1 動量方程

【參考文獻】：
期刊論文
[1]積液在濕氣輸送管道中的發(fā)展過程分析[J]. 劉建武,何利民.  油氣田地面工程. 2019(S1)
[2]基于環(huán)霧流理論的氣井臨界流速預(yù)測模型[J]. 沈偉偉,鄧道明,劉喬平,宮敬.  化工學(xué)報. 2019(04)
[3]濕氣管線積液影響因素及其敏感性分析[J]. 張愛娟,唱永磊.  石油化工高等學(xué)校學(xué)報. 2016(05)
[4]高壓大直徑天然氣-凝析液管流計算模型[J]. 鄧道明,董勇,涂多運,張強,宮敬,李清平.  化工學(xué)報. 2013(09)



本文編號：3580658