[工学]3矿场集输管路

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1、油气集输中国石油大学储建学院储运工程系《油气集输》课程组李琦瑰9/18/20211教学内容绪论及油气集输流程油气性质和基础理论『上机：相平衡计算』矿场集输管路『实验：混输管路的流型和压降』气液分离原油处理原油稳定油田开发和开采9/18/20212一、气液两相管流的参数和术语二、混输管路的特点和处理方法三、两相流压降计算四、段塞流、清管与磨蚀矿场集输管路9/18/20213矿场集输管路的定义与分类从油气井到矿场原油库、长距离输油管和输气管首站、矿场地域内的所有输送工艺流体（原油和天然气）的管路统称为矿场集输管路。分类：按管路工作的范围和性质分类：出油管、采气管，集油、集气管，输油、输

2、气管；按管路的结构分类：简单管和复杂管；按管路内流动介质的相数分类：单相、两相和多相流管路，在我国两相和多相流管路习惯称为混输管路。矿场集输管路9/18/20214气液两相管流的参数和术语◆流量◇流速◆气液相对流速参数◇气液含率◆两相混合物的密度◇压降梯度折算系数矿场集输管路9/18/20215流量质量流量（kg/s）体积流量（m3/s）矿场集输管路9/18/20216流速1、气、液相流速2、气、液相表观流速3、气液混合物流速当气、液相流速相同时，即，气液混合物的流速称为均质流速：矿场集输管路9/18/202174、气、液相质量流速气相质量流速：液相质量流速：混合物质量流速：矿场集

3、输管路9/18/20218气液相对流速参数滑移速度滑动比漂移速度矿场集输管路9/18/20219含气率和含液率质量含气率与质量含液率体积含气率和体积含液率截面含气率和截面含液率矿场集输管路9/18/202110三种含气率之间的关系体积含气率与质量含气率之间的关系体积含气率与截面含气率之间的关系质量含气率与截面含气率之间的关系矿场集输管路9/18/202111矿场集输管路体积含气率与质量含气率之间的关系9/18/202112矿场集输管路体积含气率与截面含气率之间的关系9/18/202113由此可见，在实际管流中，截面含气率和体积含气率的关系可分为三种情况：矿场集输管路9/18/202

4、114矿场集输管路质量含气率与截面含气率之间的关系9/18/202115两相混合物的密度1、流动密度2、真实密度3、均质密度矿场集输管路9/18/202116压降梯度折算系数1、全液相折算系数2、分液相折算系数3、分气相折算系数4、L-M参数矿场集输管路9/18/202117气液混输管路的特点流型变化多存在相间能量交换和能量损失存在相间传质流动不稳定非牛顿流体和水合物问题矿场集输管路9/18/2021181、流型变化多根据气液在管路内的分布和结构特征，把气液两相管路的流动分成若干流型。流型的测定方法大致分为三类：目测法：包括肉眼观察和高速摄影测定某一参数的波动量并与流型建立某种联系

5、由辐射射线的吸收量确定气液混合物的密度和流型矿场集输管路9/18/202119Alves流型（水平）(a)气泡流(b)气团流(c)分层流(d)波浪流(e)冲击流(f)不完全环状流(g)环状流(h)弥散流矿场集输管路9/18/202120Taitel—Dukler流型（水平）矿场集输管路分离流间歇流分散流9/18/202121垂直管流型(a)气泡流(b)段塞流(c)乳沫状流(d)环状流矿场集输管路9/18/202122Baker流型图（水平）矿场集输管路9/18/202123Mandhane流型图（水平）矿场集输管路9/18/202124Taitel-Dukler流型图（各种倾角）适

6、合于各种管路倾角，有四个流型判别准则，分为五种流型。不同倾角有不同的流型图。水平管流型图矿场集输管路9/18/2021252、存在相间能量交换和能量损失在气液两相流动中，由于两相的速度常常不同，使气液相间产生能量交换和能量损失。流速较高的气体，常常把一部分液体拖带到气体中，脱离液流主体时要消耗能量；被气流吹成液滴或颗粒更小的雾滴要消耗能量；由流速较慢的液流主体进入流速较快的气流中的液滴或雾滴获得加速度要消耗能量，这些都存在能量交换。矿场集输管路9/18/2021263、存在相间传质油气混输管路中，随着管线的延长，压力逐渐降低，气体不断析出，气体的质量流量增加，密度增加；而液体的质量

7、流量减少，密度增加。注蒸汽管路中，起点压力约在150～170大气压，温度为300℃，质量含气率约70％。随着压力的降低，散热量增加，质量含气率下降。矿场集输管路9/18/2021274、流动不稳定在气液两相管路中，气液两相各占一部分管路体积，当气液输量发生变化时，各相所占管路体积的比例也将发生变化，这就会引起管路的不稳定工作。5、非牛顿流体和水合物问题在油田的多相流管路内，油水混合物为非牛顿流体，其表观粘度与剪切历史和剪切强度有关。在气田的多相流管路内，在高压、低温的