1、油氣混輸知識簡介油氣混輸知識簡介內容內容油氣混輸管路簡介1兩相管流的基本術語2兩相管路的特點3兩相管路流型分類4垂直氣液兩相管路流型分類5v 用一條管路輸送一口或多口油井所產的原油及其伴生氣的管路稱為油氣混輸管路。v 原油礦場集輸系統中，原油及伴生氣的沿管流動，主要屬于氣液兩相流動，由于油井產物中常含有水和砂子，因此，還應包括液液（油、水）、液固（油、水和砂）流動和液氣液（油、氣、水）等復雜的多相流動。油氣混輸管路簡介油氣混輸管路簡介兩相管流基礎術語兩相管流基礎術語v “相”通常指某一系統中具有相同物理、化學性質的均勻物質部分，各相間具有明顯可分的界面。v 氣固兩相流 v 氣液兩相流 v 液固

2、兩相流 v 液液兩相流氣液混輸管路的流動參數v 1、質量流量和體積流量質量流量 式中 M混輸管路的質量流量，kg/s；v Ml液相的質量流量，kg/s；v Mg氣相的質量流量，kg/s。體積流量式中 Q混輸管路的體積流量，m3/s；v Ql液相的體積流量，m3/s；v Qg一氣相的體積流量，m3/s。glQQQM=M g+ Mlv 2、流速v 在混輸管路內，氣液相所占的流通面積分別為Ag和Al，則v 氣相速度(m/s) v 液相速度(m/s)gggAQu lllAQu v 3、兩相混合物的密度常用來計算氣液混合物沿管路流動時的摩阻損失常用來計算氣液混合物沿管路流動時的摩阻損失(1)lgllgg

3、fglMMQQMQQQ v 與單相管路相比，油氣管路有如下流動特點：流型變化多，流動不穩定；流型變化多，流動不穩定；存在相間能量損失，管線中有液相的積聚；存在相間能量損失，管線中有液相的積聚；流動規律復雜，流動阻力大。流動規律復雜，流動阻力大。v 根據氣液兩相的分布情況和結構特征，把兩相管路分成若干流型。根據油氣性質、油氣比、管徑及其他條件的不同，埃爾烏斯根據他本人和其他學者所觀察到的氣液兩相在管內的運動情況，把兩相管路的流型分為分為氣泡流、氣團流、分層流、波浪流、沖擊流（段塞流）、不完全環狀流、環狀流、彌散流等八種流態。兩相管路的流型分類兩相管路的流型分類(d)(c)(h)(g)(b)(a)

4、(f)(e)（a）氣泡）氣泡流流；（b）氣團流；）氣團流；（c）分層流；）分層流；（d）波浪流；）波浪流；（e）沖擊流；）沖擊流；（f）不完全環狀流；）不完全環狀流；（g）環狀流；）環狀流；（h）彌散流）彌散流氣 泡 流( d )( c )( h )( g )( b )( a )( f )( e )在單相液體流動的水平透明管里加入并逐漸增加氣體量，單相液體流動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：所觀察到的流型變化為：1）氣泡流（）氣泡流（Bubble）：當氣液混合物內的含氣量不多：當氣液混合物內的含氣量不多時，氣體以氣泡形式濃集于管子上部。氣液間的界面張時，氣體以氣泡形式

5、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動。于液體的速度沿管運動。兩相管路以氣泡流型穩定運行兩相管路以氣泡流型穩定運行時，一般無明顯的壓力波動。時，一般無明顯的壓力波動。氣團流(d )(c )(h )(g )(b )(a )(f)(e )( d )( c )( h )( g )( b )( a )( f )( e )波浪流( d )( c )( h )( g )( b )( a )( f )( e )段塞流(d )(c )(h )(g )(b )(a )(f)(e )不完全環狀流( d )(

6、 c )( h )( g )( b )( a )( f )( e )環狀流( d )( c )( h )( g )( b )( a )( f )( e )彌散流( d )( c )( h )( g )( b )( a )( f )( e )垂直氣液兩相管路流型v 1流型分類v 垂直管與水平管內流型的最大差別是：垂直管內不出現分層流和波浪流。v 在垂直管中氣液兩相混合物向上流動時，一般為大家所公認的典型流型有（1）泡狀流 （2）段塞流 （3）過渡流（攪動流） （4）環霧流 ，如圖3-4所示。 流型分類流型分類v （1）泡狀流v 當氣液兩相混合物中的含氣率較低時，氣相以分散的小氣泡分布于液相中，在

7、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。v 泡狀流的特點是：氣體為分散相，液體是連續相；氣體主要影響混合物密度，對摩阻的影響不大，而滑脫現象比較嚴重。 v （2）段塞流(兩相流中舉升效率最高的流型) v 當混合物繼續向上流動，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。氣泡占據了大部分管子截面，形成一段液一段氣的結構。v 氣體段塞形狀像炮彈，其中也攜帶有液體微粒。在兩個氣段之間，是夾雜小氣泡向上流動的液體段塞。這種彈狀氣泡舉升液體的作用很像一個破漏的活塞向上推進。在段塞向上運動的同時，彈狀氣泡與管壁之間的液體層也存在相對流動，稱液體回落。v （3）過渡流（攪動流） v 液相從連續相過渡到分散相，氣相從分散相過渡到連續相，氣體連續向上流動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