油氣混輸知識簡介

油氣混輸知識簡介內(nèi)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5用一條管路輸送一口或多口油井所產(chǎn)的原油及其伴生氣的管路稱為油氣混輸管路。

原油礦場集輸系統(tǒng)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(chǎn)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。油氣混輸管路簡介兩相管流基礎術語

“相”通常指某一系統(tǒng)中具有相同物理、化學性質(zhì)的均勻物質(zhì)部分，各相間具有明顯可分的界面。氣—固兩相流氣—液兩相流液—固兩相流液—液兩相流氣液混輸管路的流動參數(shù)1、質(zhì)量流量和體積流量質(zhì)量流量

式中M—混輸管路的質(zhì)量流量，kg/s；

Ml—液相的質(zhì)量流量，kg/s；

Mg—氣相的質(zhì)量流量，kg/s。體積流量式中Q—混輸管路的體積流量，m3/s；

Ql—液相的體積流量，m3/s；

Qg一氣相的體積流量，m3/s。M=Mg+Ml2、流速在混輸管路內(nèi)，氣液相所占的流通面積分別為Ag和Al，則氣相速度(m/s)液相速度(m/s)3、兩相混合物的密度

流動密度表示單位時間內(nèi)流過截面的兩相混合物的質(zhì)量與體積之比,常用來計算氣液混合物沿管路流動時的摩阻損失，即兩相管路的特點與單相管路相比，油氣管路有如下流動特點：流型變化多，流動不穩(wěn)定；存在相間能量損失，管線中有液相的積聚；流動規(guī)律復雜，流動阻力大。根據(jù)氣液兩相的分布情況和結(jié)構(gòu)特征，把兩相管路分成若干流型。根據(jù)油氣性質(zhì)、油氣比、管徑及其他條件的不同，埃爾烏斯根據(jù)他本人和其他學者所觀察到的氣液兩相在管內(nèi)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(huán)狀流、環(huán)狀流、彌散流等八種流態(tài)。兩相管路的流型分類（a）氣泡流；（b）氣團流；（c）分層流；（d）波浪流；（e）沖擊流；（f）不完全環(huán)狀流；（g）環(huán)狀流；（h）彌散流氣泡流在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：1）氣泡流（Bubble）：當氣液混合物內(nèi)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。兩相管路以氣泡流型穩(wěn)定運行時，一般無明顯的壓力波動。氣團流

2）氣團流（Pulg）：隨著氣量的增加，形成較大的氣團，在管路上部同液體交替地流動。分層流

3）分層流（Stratified）：再增多氣體量，氣團連成一片成為連續(xù)氣相。氣液間具有較光滑的界面，相速度有較大的差別。以分層流型穩(wěn)定運行時，管路也無明顯的壓力波動。波浪流

4）波浪流（Wavy）

：氣體量進一步增加，氣體流速提高，在氣液界面上吹起與行進方向相反的波浪。以波浪流型運行的管路有輕微的壓力波動，其波動頻率較高。

段塞流

5）段塞流（Slug）

：又稱沖擊流。氣體流速更大時，波浪加劇，其波峰不時高達管頂，形成液塞，阻礙高速氣流的通過。以沖擊流型工作時，其振動和水擊現(xiàn)象最為明顯，管路壓力有很大波動，但振動頻率較小。不完全環(huán)狀流

6）不完全環(huán)狀流（Semi-Annular）

：氣量繼續(xù)提高，要求管路有更大的面積供氣體通過。氣流將液體的斷面壓縮成新月形，管路頂部的液層很薄而底部的液層較厚，形成不同心的環(huán)狀流。環(huán)狀流

7）環(huán)狀流（Annular）

：隨著氣流速度的進一步提高，不同心環(huán)狀液層變薄，形成環(huán)狀流。氣體攜帶著液滴以較高的速度在緊挨管壁的環(huán)狀液層的中心通過。彌散流

8）彌散流（Spray）

：當氣體的流速更大時，環(huán)狀液層被氣體吹散，以液霧的形式隨高速氣流向前流動。垂直氣液兩相管路流型1．流型分類垂直管與水平管內(nèi)流型的最大差別是：垂直管內(nèi)不出現(xiàn)分層流和波浪流。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(huán)霧流，如圖3-4所示。

流型分類

（1）泡狀流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。泡狀流的特點是：氣體為分散相，液體是連續(xù)相；氣體主要影響混合物密度，對摩阻的影響不大，而滑脫現(xiàn)象比較嚴重。

（2）段塞流(兩相流中舉升效率最高的流型)

當混合物繼續(xù)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(jù)了大部分管子截面，形成一段液一段氣的結(jié)構(gòu)。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。

（3）過渡流（攪動流）液相從連續(xù)相過渡到分散相，氣相從分散相過渡到連續(xù)相，氣體連續(xù)向上流動并舉升液體到一定高度，然后液體下落、聚集，而后又被氣體舉升。這種混雜的