李乃良
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郭烈锦
,
李文升
,
叶晶
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张西迎
工程热物理学报
实验研究了集输-立管系统中,立管顶部节流条件下S型柔性立管内油气水三相流流型及其转变机理.发现,随着阀门开度的减小,S型柔性立管内依次会出现严重段塞流、类弹状流和类泡状流.背压的升高是促使流型发生转变的原因,升高的背压抵消了立管上游封闭气体的压力,从析抑制了立管内气相的运动速度.本文建立了节流过程中S型柔性立管内流型间转变的模型,与实验数据吻合良好.分析还表明,垂直上升管内得出的气液两相流型的PDF特征不能适用到S型柔性立管中.
关键词:
油气水三相流
,
流型转变
,
节流
,
严重段塞流
,
柔性立管
李文升
,
郭烈锦
,
谢晨
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周宏亮
,
王玉博
工程热物理学报
实验研究了水平段为400 m的长距离集输-立管系统内的空气 水两相流动,观察到四类流型:第一类严重段塞流、第二类严重段塞流、过渡流型以及稳定流动;本文着重对四类不同流型下立管内压差信号进行了详细的特征分析;得到了立管压差随时间的变化速率、频谱特性以及概率密度分布等规律.分析结果表明:四类流型的压差变化速率差别明显,过渡流型立管内压差变化速率最为剧烈,稳定流动压差变化速率最为频繁;严重段塞流流型、过渡流型及稳定流动都有明显主频,但稳定流动频率幅值明显小于其他三类流型;四类流型的概率密度分布有明显区别,一类严重段塞流与稳定流动呈明显的单峰结构,二类严重段塞流呈明显的双峰结构,过渡流型的压差分布范围最广.
关键词:
空气-水两相流
,
集输-立管
,
压差信号
,
特征分析
周宏亮
,
郭烈锦
,
李清平
,
李文升
,
谢晨
工程热物理学报
开发了一种基于ODE方程的严重段塞流模型,能在基本准确的模拟立管严重段塞特征参数的同时进行严重段塞流节流控制特性的模拟.在阀门全开,无节流控制的时候,模拟得到的段塞特征参数与实验数据及OLGA模拟结果符合较好;在阀门开度为9％,8％,7％时对严重段塞流进行节流控制模拟,与OLGA节流模拟结果符合较好.该模型计算速度远快于OLGA模型,更能用于严重段塞流的实时现场控制.
关键词:
ODE模型
,
段塞特征参数
,
节流控制
,
实时控制
李乃良
,
李文升
,
郭烈锦
,
李清平
工程热物理学报
严重段塞流是常见于海洋石油工业集输-立管系统中的一种有害流型,而立管顶部阀门节流是抑制和消除严重段塞流的有效方法.本文实验研究了对严重段塞流采取节流操作所引起的流型及其转变特性,结果表明,随着阀门开度的减小,节流阀压降增大,背压升高,很大程度上抵消了下倾管内封闭气体的压力,从而抑制了下倾管内气体体积的膨胀,导致下倾管内的大量气体无法在短时间内快速连续地进入立管,而只能以大气泡或小气泡群的形式间歇进入立管,促进了弹状流和泡状流的形成.考虑了气液流速对节流阀压降的影响,建立了节流作用下S型立管内气液稳定流动边界,与实验数据吻合良好.
关键词:
节流
,
严重段塞流
,
流型
,
流型转变
李文升
,
郭烈锦
,
李乃良
工程热物理学报
在对严重段塞流现象实验研究的基础上,本文采用OLGA软件建立了实验系统的瞬态模型,对水平段长度为114 m,下倾段长度为133m,立管高度为15,3 m,内径为50.8 mm的集输-立管系统中的严重段塞流现象进行了数值研究,给出了相应流型图,并将立管底部压力、立管顶部持液率、段塞周期等严重段塞流特性参数的模拟结果与实验结果进行了对比;本文还对控制严重段塞流现象的立管顶部节流法进行了模拟研究,并与实验结果进行了对比.研究发现,本文的瞬态模型能够较好地模拟出实验中发现的四类流型,但对严重段塞流详细特性参数的模拟不够准确,对顶部节流的模拟与实验结果相差较大,对顶部节流法消除严重段塞流的机理仍需进一步研究.
关键词:
严重段塞流
,
集输-立管系统
,
瞬态模拟
,
顶部节流
李乃良
,
李文升
,
郭烈锦
工程热物理学报
在集输-S型柔性立管系统中实验研究了空气-水两相流的流型,研究了不同流型下立管段压差波动信号的频域特征,分析了压差波动信号的功率谱特性（PSD）。结果表明,随着流型由严重段塞流向稳定流动的转变,立管压差波动信号的能量值逐渐降低,能量值的频率范围逐渐升高。不同流型的功率谱能量值及主峰所在频率存在很大差别,压差信号的功率谱密度函数可作为识别S型柔性立管系统中流型的有效手段。
关键词:
S型柔性立管
,
流型
,
流型识别
,
功率谱密度
