基于灰色支持向量回归的起伏管线临界携液流速预测模型

延安气田起伏的地理形貌特征,致使其内部采气管线在低点及上倾段容易产生积液问题,制约气田正常生产,开展起伏管线临界携液流速的预测对保障采气管线流动安全和指导地面采气管线布线具有重要价值。为此,基于扩展双流体分相模型和PR气体物性方程,采用最小压力梯度法结合均匀设计构建了临界携液流速样本数据集,同时采用灰色关联计算了样本标签权重,并将其引入支持向量回归算法,构建了临界携液流速的回归预测模型,随后利用网格寻优算法,通过采用K-CV(交叉验证)对模型中超参数进行了优化设计,最后采用延安气田现场运行数据进行了模型准确性验证。研究结果表明:管径大小对临界携液流速影响最大,其次为上坡倾角、含水率和运行压力,其他因素的影响差距相对较小,网格分段寻优对比遗传、粒子群算法在模型超参数优化上具有较强稳定性。该预测模型对延安气田内部采气管线的临界携液流速预测具有较强准确性,可对其积液预测和防治提供理论支撑。

基于正交试验设计的管线积液规律研究

为研究不同起伏类型天然气集输管线积液形成的主要因素,应用正交试验设计分析倾角、入口温度、出口压力、气液比、管道直径及流量对平均持液率的影响,分析“Ⅴ”型与“∧”型起伏管线的平均持液率变化规律,并确定影响平均持液率的主控因素,选出最优水平组合。结果表明:两种类型的起伏管线平均持液率变化基本重合。对于“Ⅴ”型起伏管线,持液率的影响程度依次是倾角、出口压力、管道直径、气液比、流量、入口温度;而对于“∧”型起伏管线,对持液率影响最小的是流量。两种不同类型的起伏管线均在A_(4)B_(5)C_(1)D_(5)E_(1)F_(5)时平均持液率最小。

起伏管气液两相携液能力的试验研究

为了研究气田中地面起伏管线的输送特性,采用室内模拟试验与数值模拟相结合的方法,研究管线积液情况和气量、液量和倾斜角等因素的影响规律。通过倾斜管线气液多相流室内模拟试验测量了不同气量、液量和倾斜角下的压降和携液量,发现压降和携液量随气量、液量的增加显著增大。当气量在35~70 m3/h时,由于管内形成了段塞流,携液量波动较为明显。起伏管线的沿程持液率模拟显示,积液主要位于凹陷段和上倾段,且随着气量增大,逐渐向上倾段偏移。当倾斜角增加时,上倾段的持液率不断下降然后上升,在6°时具有最小值,压降则随角度线性增大。基于试验数据和马克赫杰-布里尔计算方法,建立了起伏管路上倾段的持液率预测公式,误差低于5%。研究结果可为集输管线的防积液工艺参数优化提供参考。

空气阀在多起伏输水管线中的应用

利用PIPE2008:Surge水力/水锤和瞬态分析软件,对某大型多起伏输水管线(输水量为1×104m3/d)的各种运行状态进行了模拟,并依据模拟结果合理组合配置了各种类型的空气阀。实际运行情况表明,通过空气阀的合理配置,可以保证管道系统在初次冲水、稳态运行、事故停泵(关阀)等各种状态下安全可靠运行。