段塞流

摘要： 深水凝析气田开采,当井口配产低于水力段塞形成临界配产量,海管滞液量增加,形成大容量段塞流冲击浅水中心处理平台,进而引发气荒和液量规模超负荷。为避免由此引发的关停损失,创新提出控制段塞发展的生产方案。一是发挥外输海管储气功能,间歇放大深水井口处理量,使外输海管形成升压与降压交替出现的吞吐式的生产;二是依托深水海管回路清管流程,引增压处理气至水下井口随井流物进入海管,形成循环气式的生产。两种模式适配于不同的井口配产,满足不同工况下的段塞流控制。

摘要： 生产分离器一般多为三相分离器,它能将从井下产出的油气水三相混合物进行初步的分离,是油气水分离的核心设备。论文主要针对某中心处理平台两台生产分离器并联运行时,其两台生产分离器之间的液体分布不均的情况,通过利用某商业多相流软件,对从井口区管汇至生产分离器入口管汇处的管道内液体的流型进行模拟,利用模拟出的管道内的流型来分析两台生产分离器分液不均的原因,并给出合理的处理方法。

摘要： 为解决深水气田水下生产系统经常出现的冻堵等水合物生成问题以及段塞等严重影响管道集输的问题,通过分析各种生产工况下海底天然气输送管道内的温度、压力、气液相流量、积液量的变化规律,从而为预测海管运行参数的变化、制定合理的海管运行方案,防止管道内生成水合物提供重要的理论依据,通过开展项目研发出一套流动性保障分析理论,并形成一套模拟分析软件,为天然气水下生产提供指导。

摘要： 对海底悬跨管道在段塞流和涡激振动(VIV)耦合作用下的动力响应进行了数值模拟。基于向量式有限元(VFIFE)法考虑内部段塞流动,结合尾流振子模型建立了海底悬跨管道涡激振动分析模型,研究了不同Taylor气泡或液塞平移速度(v_(T)=3~5 m/s)、不同液塞长度(L_(S)=15 D~45D)下悬跨管道的横向振动特性。结果表明:海底悬跨管道涡激振动的锁振区间受段塞流作用的影响有向后延展的趋势;Taylor气泡平移速度的增加、液塞长度的减小会显著增加锁振区间;液塞长度的增长将会增大管道振动响应幅值。

摘要： 为了理清气液两相流动对悬跨管道涡激振动动态响应的影响,采用数值仿真方法分析了不同管内气液两相流动状态、持液率等对涡激振动动态响应的影响。结果表明:气液两相流动状态下,C_(L)为正值,随着流动状态的变化,会出现一定的波动,导致总的升力系数出现波动;C_(D)变化的量级非常小,基本为0,不足以对总的曳力系数产生影响。持液率的变化,会引起升力系数出现明显的变化。管内为段塞流动时,会与悬跨管道升力相互耦合,或者加强或者减弱,造成悬跨管道升力系数不稳定。管内流动状态与悬跨管道振幅联系密切,段塞流动振幅最高,共振风险增加,分层流动振幅较小。因算例较少,需要进一步研究其具体影响。

摘要： 严重段塞流是海洋立管系统的一种有害流型,消除段塞流的危害是降低海管运行风险的关键。基于CLSVOF算法建立了立管气水两相流动控制方程,针对节流消除段塞危害的工艺特性,数值模拟了段塞流流经节流部件前后的流型及压降变化过程,分析了不同节流度及出口压力对段塞流动的影响。研究表明:节流部件可减小甚至消除严重段塞流,出口压力对系统内流型影响较小。

摘要： 为研究纯水体系下二氧化碳水合物浆液流动的特性,在高压环路中进行水合物的生成实验。分析二氧化碳水合物在气泡流、段塞流条件下的堵塞过程及机理;在环路堵塞后仍保持水浴降温,分析了堵塞后水合物的温度及生成速率的变化。结果表明:气泡流生成水合物的位置主要在管道顶部,以小气泡为核生长出的水合物层拦截液相中的絮状水合物逐步降低流通面积,顶部的水合物壳层坍塌堵住管路。段塞流中难以在顶部形成致密水合物层,常在气水界面附近生成片状水合物,与液相中的絮状水合物结合在一起,堵塞管路。环路堵塞后,对比不同条件水合物温度变化后发现,低压力下水合物温度升高迅速,生成速率更快;高压力下水合物温度升高缓慢,生成速率较慢。

摘要： 气液混输是油气集输过程中常用的方式,但目前关于气液两相流携砂冲蚀的研究很少。为研究段塞流中砂粒对弯管的冲蚀磨损规律,采用CFD方法建立了弯管冲蚀模型,并对模型进行了网格无关性验证,分析了不同气、液表观流速和曲率半径对弯管冲蚀速率、冲蚀位置及寿命的影响。分析结果表明:段塞流下弯管的冲蚀磨损破坏主要在外拱壁面,导致外拱壁面壁厚减薄,容易造成弯管失效,产生泄漏等事故;随着气体表观速度和液体表观速度增大,弯管的最大冲蚀速率增大,寿命缩短,因此要尽量减小气体和液体流量,以降低弯管冲蚀速率;随着弯管曲率半径增大,最大冲蚀速率减小,寿命延长,弯管曲率半径从1.5D增大到6.0D时,最大冲蚀速率减小50%;在弯管曲率半径为1.5D时,冲蚀最严重位置在弯管段出口处的外拱壁面。所得结果可为油气集输管道的结构改进及寿命评估提供参考。

摘要： 对气液两相段塞流管道的稳定性进行了分析,使用伽辽金方法将管道振动方程离散,然后运用数值方法求解。讨论了两相流流速、液塞、段塞单元和管道的长度以及气体、液体和管道的密度等参数对管道固有频率均方根值的影响,进而对管道的稳定性进行预测;并基于弗洛凯理论,确定了管道在不同参数条件下的失稳临界流速。研究表明:管道的频率均方根会随两相流流速、液塞及管道长度、液体及管道密度的增大而减小,受段塞单元长度和气体密度的影响较小;临界流速会随液塞及管道长度、液体密度的增大而减小,受段塞单元长度和气体密度的影响较小,且不随管道密度的改变而发生变化。

摘要： 气液混输管道的泄漏检测问题是油气混输管道安全运行的重要保障,段塞流是常见流型,同时也是研究难度最大的流型。为研究气液混输管道段塞流型下泄漏声波信号产生的机理,基于Fluent动网格以及UDF模拟泄漏发生的全过程,从气动声学与涡声理论出发分析泄漏全过程的流场、涡量以及声压变化,并与试验采集的声波信号与模拟信号进行类比,得到泄漏过程声波产生的机理。研究结果表明,气液混输管道段塞流泄漏后声波幅值增大,泄漏声源以偶极子声源为主;管道持续泄漏时,声源声压幅值随气塞与液塞交替到达泄漏口而呈周期性脉动;气液混输管道泄漏声压与总压波动趋势一致,可通过测量流体压力波动的方式获得泄漏声源产生的声波波动。泄漏孔径、气液流量是段塞流型下气液混输管道声波波动的主要影响因素。动网格仿真模拟与试验结合的方法可用于研究气液混输管道段塞流泄漏声波产生的机理。

摘要： 以甘氨酸为药物模型化合物,研究了气液段塞流管式结晶器内的连续结晶行为.分析了不同液段长度、不同雷诺数以及晶种量对晶体的生长速率、粒度分布以及形态的影响.用分光光度法测得甘氨酸溶液的标准曲线.结果表明,当液段比为1:1、晶种的质量分数为2％时在较小的雷诺数下加载的颗粒即能达到较好的悬浮情况,并且能得到大小较为均一的颗粒.同时发现,液段比越接近1:1,雷诺数越高,颗粒的生长速率越快.换句话说,当颗粒在管内的停留时间相同时,较快的流动速率会促进流体之间的传质过程.通过此研究过程,对段塞流管式连续结晶过程中的结晶行为有了更深刻的理解.

摘要： 在海洋油气开采及输运过程中,泡状流和段塞流作为最具代表性的气液两相流动,已经引起学术界和工程界的广泛重视.其中,针对下倾管线接立管系统中的气液两相流动,研究工作仍较为有限.本文分别采用实验研究和理论分析的方法对上述结构中的气液流动进行了研究,结合数据处理结果,对其流动特征进行了探讨.

摘要： 段塞流是近海油田的管线/立管系统中常出现的一种流型, 由于其危害性严重而备受关注.BZ25-1油田有较长距离的输送管道、产气量的变化和气液混输加剧了段塞流的产生,在流经单点时形成严重段塞流.严重段塞流具有压力波动大、压降高的特点,由此会给油田生产带来一系列的问题。另外,由于管道出口气液相流量变化剧烈,对管道及其下游设备的危害也十分严重.可以预见,段塞流对BZ25-1油田流程的影响将会越来越明显.探索消除严重段塞流的可行方法,是BZ25-1油田亟待解决的问题。分析了段塞流特性参数、影响因素和形成机理,论述了严重段塞流对BZ25-1油田生产所产生的影响,在调研基础上提出应对措施,并根据BZ25-1油田的实际情况对这些措施的可行性进行了分析。

摘要： 在低温条件下采用空气-水体系进行了垂直管内段塞流换热特性的理论和实验研究，以传热机理研究为基础，将流动机理模型和动量-热量传递的比拟理论相结合，建立了段塞流换热计算模型。采用等效段塞单元分析方法，在泰勒气泡区采用环状流的计算方法，在液相段塞区采用分散泡流的计算方法，最终采用加权平均的思路得到段塞流的平均换热系数。实验数据与模型计算对比表明，新建模型具有较高的精度。

摘要： 本文利用环形电导探针和压力、差压变送器获取不同气液相流速下的压力和压差波动信号，通过压差互相关方法，计算了段塞流的长气泡长度。研究发现，长气泡长度受气液相流速的影响很大，长气泡平均长度随折算气速的增大而线性增加，随折算液速的增大而减小，长气泡长度与倾角之间没有明显的关系。

摘要： 段塞流的实际物理过程是复杂的随机过程，液塞频率也仅是以周期性来近似模拟段塞流的间歇性。本文对段塞流液塞频率的波动特性进行了深入研究。结果表明：随着折算气速的增加，液塞频率先减小然后增大，在折算气速增大的过程中液塞频率存在一个极小值。随着折算液速的增加，液塞频率急剧增大，折算液速是影响液塞频率的主要因素。在下倾管中，在折算气速相同的情况下，液塞频率是随下倾角的增大而降低的。这是因为随着下倾角的增大，重力作用增强，液塞消散增强。在上倾管中，在折算气速相同的情况下，液塞频率也随上倾角的增大而降低。

摘要： 本文概述了流动保障(Flow Assurance)技术在深水钻完井设计与作业中,降低风险、减少成本、提高效率,增加深水钻完井经济性的作用.本文介绍了从可研到作业期间流动保障承担的重要作用,并举例说明针对深水水合物与段塞流问题进行的系统化管理策略,结果表明流动保障技术在国内深水长期开发中是不可或缺的.国内流动保障技术的发展和能力建设将依靠外部技术引进、与国际石油公司的合作以及内部标准的制定、科研攻关而实现.

摘要： 采用电导探针技术对水平管连续段塞流的运动液塞区局部参数分布进行实验测量并提出了一种数据处理方法，实验中液相折算速度范围为0.3-0.8m/s，气相折算速度范围为1.5-5.5m/s。自行开发的数据处理程序首先对单头电导探针以及双头电导探针上游信号进行互相关分析得到液塞速度，然后采用轴向分段的方法对双头电导探针信号进行分析，从而得到运动液塞区的局部平均含气率、气泡频率、气泡速度等界面分布特征。

摘要： 设计建造了研究段塞流中液塞卷吸气体现象的实验装置，采用双头电导探针测量了水平管内固定液塞区域的局部相分布。液塞区含气率的径向分布存在峰值，表明液塞区存在湍流剪切层。随着进入液塞距离增大，含气率峰值减小，峰值对应的径向位置升高。这说明湍流剪切层内的湍流程度减弱，剪切层厚度变大。提出了计算水平管液塞截面平均含气率的方法，发现随着进入液塞距离的增大，截面平均含气率首先迅速减小，然后逐渐趋于稳定。

摘要： 本文在对垂直管路中弹状汽泡的生成机理研究的基础上，对低温输送管内两相流动弹状流动的动态特性进行深入的实验研究。在自行搭建的可视化实验台架及不同管径的动态实验台架上，获取了大量有用数据，借助于图像处理技术和数据处理软件，探求管内低温汽液两相流弹状汽泡的生成和发展规律，揭示间歇泉不稳定现象的产生机理和流动动态特性，提出在工程上对间歇泉的抑制措施，为对低温液体输送管道内的流动进行动态在线监控提供理论支持和参考。

摘要： 本发明涉及一种多相流段塞流及混状流液膜厚度分布式超声测量装置，所采用的分布式超声传感器，在集流后小管径测量管壁内开设三个相互之间成120°夹角，深度为2.5mm，直径为6mm的超声探头安装孔，用于放置三路双晶超声探头，将安装孔前方的管壁打穿，形成深度为h＝2.5mm，直径r＝6mm的测量拓延区；测量电路包括脉冲激励模块、高速采集模块、信号调理模块、网络传输模块与FPGA控制模块。

摘要： 本发明涉及一种内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段振动特性分析方法，包括步骤：1)建立内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段横流向振动分析模型：2)判断海底管道悬跨段的边界条件；如果海底管道悬跨段模型两端视为简支，进行步骤3)；如果海底管道悬跨段视为位于弹性地基上且具有轴向速度的非均匀物体，进行步骤4)；3)基于内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段横流向振动分析模型，计算内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段的振动响应，进行步骤5)；4)改写内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段横流向振动分析模型控制方程，计算内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段的振动响应；5)分析内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段的振动响应。

摘要： 本发明公开了一种旋流段塞流捕集器，包括壳体、在壳体中部切线方向设有气体进口，所述气体进口处的壳体内安装旋流筒，壳体内上部气体空间内安装具有径向通道的TP板组件。所述捕集器为立式结构。本发明能提高气液相分离效率，有效解决油气混输管线段塞流对生产的影响，有利于后续工艺生产过程稳定进行，降低工程造价。

摘要： 本发明涉及一种段塞流及伪段塞流智能发生装置，包括气相通路、液相通路和智能控制器，两路流体混合后经过实验段后进入气液分离器，其特征在于，气相通路包括空压机、缓冲罐和气相调节阀，空压机提供气相，经气相开关阀进入缓冲罐，经过温度变送器、压力变送器、气相标准表、气相调节阀和气相三通阀后进入实验段，气相三通阀的第三端口用于气相排空；液相通路包括储液罐、泵，泵提供液相，依次经过经过温度变送器、压力变送器、液相标准表、液相调节阀和液相三通阀后进入实验段，液相三通阀的第三端口用于液相回流。本发明同时给出发生方法。

摘要： 本发明提供一种油气井段塞流组合式气体段塞破碎装置及方法，涉及段塞流气泡破碎领域。碎泡装置由入口横杆、中心柱、可振动金属丝、波纹状管壁和多孔板组成。入口横杆支撑中心柱，对段塞进行初步破碎。可振动金属丝沿中心柱螺旋上升、由疏至密排布，解决因流体无规则搅动碎泡不完全问题。波纹状管壁增大湍流脉动和流体冲击，将液膜分散至气相中。多孔板将气泡破碎成满足要求的小气泡。管壁处残余液膜由与之相切的孔眼流出，防止液相积聚。本发明通过组合式设计，将两种碎泡方式有机结合并改进，弥补单一方式不足，并采用波纹状管壁，提高湍流强度，改善气液分布，减小压降损失，延长油气井检修期，增加油气田开发效益。

摘要： 本发明涉及一种多相流段塞流及混状流液膜厚度分布式超声测量装置，所采用的分布式超声传感器，在集流后小管径测量管壁内开设三个相互之间成120°夹角，深度为2.5mm，直径为6mm的超声探头安装孔，用于放置三路双晶超声探头，将安装孔前方的管壁打穿，形成深度为h＝2.5mm，直径r＝6mm的测量拓延区；测量电路包括脉冲激励模块、高速采集模块、信号调理模块、网络传输模块与FPGA控制模块。

摘要： 基于声发射测量的气液段塞流液塞区判别及参数检测方法，包括根据环境噪音设定阈值、计算长气泡时长判据、对声发射信号进行采集、每个通道液塞区声信号判别、计算液塞区声信号、计算液塞区声信号参数、液塞频率的计算、液塞运动速度的计算、液塞长度的计算。本发明根据长气泡区声信号明显低于液塞区信号的特征，设定CTEB即长气泡时长判据，当两段连续信号之间低于阈值的时间间隔小于设定的CTEB时间判据时，这两段连续信号被划分为一个波包内，即判定为一个液塞信号；否则这两段信号则被分成两个独立的波包，即判定为两个液塞信号。本发明为海底管道运行人员提供了一种可靠快速的管内气液流动的监控方法，对于管道的流动安全保障具有重要意义。

摘要： 本发明涉及一种内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段振动特性分析方法，包括步骤：1)建立内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段横流向振动分析模型：2)判断海底管道悬跨段的边界条件；如果海底管道悬跨段模型两端视为简支，进行步骤3)；如果海底管道悬跨段视为位于弹性地基上且具有轴向速度的非均匀物体，进行步骤4)；3)基于内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段横流向振动分析模型，计算内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段的振动响应，进行步骤5)；4)改写内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段横流向振动分析模型控制方程，计算内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段的振动响应；5)分析内输气液两相段塞流的海底管道悬跨段的振动响应。

摘要： 本实用新型涉及一种段塞流及伪段塞流智能发生装置，包括气相通路、液相通路和智能控制器，两路流体混合后经过实验段后进入气液分离器，其特征在于，气相通路包括空压机、缓冲罐和气相调节阀，空压机提供气相，经气相开关阀进入缓冲罐，经过温度变送器、压力变送器、气相标准表、气相调节阀和气相三通阀后进入实验段，气相三通阀的第三端口用于气相排空；液相通路包括储液罐、泵，泵提供液相，依次经过经过温度变送器、压力变送器、液相标准表、液相调节阀和液相三通阀后进入实验段，液相三通阀的第三端口用于液相回流。本实用新型同时给出发生方法。本实用新型可以智能化产生液塞长度与液塞强度，实现对气液两相流段塞流或伪段塞流高效模拟。

摘要： 本实用新型公开了一种旋流段塞流捕集器，包括壳体、在壳体中部切线方向设有气体进口，所述气体进口处的壳体内安装旋流筒，壳体内上部气体空间内安装具有径向通道的TP板组件。所述捕集器为立式结构。本实用新型能提高气液相分离效率，有效解决油气混输管线段塞流对生产的影响，有利于后续工艺生产过程稳定进行，降低工程造价。