低持液率湿天然气集输管道的水力计算模型

与常规的油-气-水三相流动相比,低持液率三相流动混合物由于液体含量极少,因而具有独特的流动特性,使得对其持液率和管输压降的预测更加困难。针对低含液湿天然气的集输特点,根据流体力学的基本原理,建立了用于预测管道内油-气-水三相混合物的持液率和管输压降模型,简化了关于湿壁分数、液-壁摩擦因子、界面摩擦因子、油水混合粘度的经验闭合关系式,提出了液滴夹带的气体流速判断条件,并考虑气液界面之间的非水平特点,给出了曲面气液界面的处理方法。模型的计算结果与室内实验结果吻合较好,能够较准确地预测管道内油-气-水三相混合物的持液率和管输压降等流动参数,对于低持液率湿天然气管道的设计和运营管理等具有很好的指导作用。

湿气管道低含液率的三相流模型研究现状

与一般的三相流动相比,由于混合物液体含量极少,低含液率三相流动独有的流动特点,使预测含液率和管输压降变得困难。在实际生产中,湿天然气长距离混输技术已经得到广泛应用,所以精度较高的理论模型必须建立。通过阅读大量文献,陈述了现有研究中的实验模拟方法。对低含液率湿天然气管道的设计运营管理具有比较好的指导作用。

基于一维气体单流体模型的天然气-凝析液管道流体流动预测

基于一维瞬态非等温可压缩气体单流体模型,采用SIMPLE压力修正算法,考虑焦-汤效应对温度的影响,开展了低持液率天然气-凝析液管道的流动预测研究。将模拟管道五个不同持液率组分(0~20%)的计算结果与OLGA预测结果进行对比,结果表明:对气速、温度的预测与OLGA预测结果相接近,持液率为10%时压力预测的相对偏差为4.65%,证明了一维瞬态非等温可压缩气体单流体模型对低持液率天然气-凝析液管道流动预测具有适用性;随持液率继续增加至20%,压力预测的相对偏差逐渐增大。

不同管径水平管油气两相流压降模型

为得到准确的不同管径水平管气液两相流的压降预测模型,用5号白油和空气在内径为40、60、75 mm,长11.5 m的测试管内进行了水平管气液两相流实验,并结合理论分析研究了不同管径水平管气液两相分层流和环状流压降模型。结果表明:相同气、液量条件下,压降随着管径的增加而减小,且管径对压降的影响较大。结合实验中观察到的流型,分别建立了水平管层流和环状流的压降计算方法,其中层流压降模型中的液相折算系数和环状流压降模型中的气液界面摩擦系数均考虑了管径的影响,新方法对不同管径条件下实验压降预测准确,整体平均绝对误差为6.4%。